来源：化学系发布时间：
纳米孔结构在分离、催化、药物输送、生物及能源材料开发等领域具有广泛应用。近年来，金属有机框架MOFs由于具有周期性的孔道特征尤其受到国内外重视，成为新材料设计的前沿领域。但是，目前国内外报导的MOFs都是固体结构，其功能研究和应用开发局限于非均相体系。近日，我校化学系黎占亭教授团队和合作者创立了自组装策略，以Ru2+/联-二吡啶配合物([Ru(bpy)3]2+)为节点，首次实现了均相超分子金属有机框架SMOF的构筑。
新的水溶性SMOF由一个八面体的Ru2+络合物和葫芦脲[8] (CB[8]) (1:3) 在水中形成。Ru2+络合物外侧的4-苯基吡啶单元通过CB[8]包结形成稳定的分子间二聚体，从而形成均相立方型周期性框架结构。在[Ru2+] = 2 mM时，SMOF的平均粒径达到164 nm。该团队进一步揭示，正离子型SMOF的每一个立方孔可以选择性地吸收一个Wells-Dawson-type POM ([P2W18O62]6)负离子，形成WD-POMSMOF复合体系。在500 nm可见光照射下，以甲醇或三乙醇胺为牺牲体，SMOF 的[Ru(bpy)3]2+受激发后能传递电子给POM负离子，从而催化H+还原产生H2。这一催化过程可以在水中均相进行，也可以在有机溶剂中以非均相方式实现，后者效率比文献报导的组成比例相同的POMMOF催化体系提高5倍。
上述研究结果&Supramolecular metal-organic frameworks that display high homogeneous and heterogeneous photocatalytic activity for H2 production&近期在《自然-通讯》(Nature Commun. 580. DOI: 10.1038/ncomms1158) 发表。论文第一作者为我系博士生田佳，通讯作者为王辉博士、美国Lawrence Berkeley National Laboratory的刘毅 (Yi Liu) 研究员和黎占亭教授。本项研究得到了国家自然科学基金委、科技部、教育部和上海市科委共同资助。
黎占亭教授团队近年来致力于均相超分子有机框架SOF研究。通过创新自组装策略，先后实现了二维蜂窝形单层SOF (J. Am. Chem. Soc. , 17913)和三维金刚石型SOF构筑(Nature Commun. 74)。SOF可在水中室温瞬间形成，避免了MOF等许多现有孔材料制备所需要的高温长时间反应等苛刻条件，具有广泛的可修饰性，并且在溶液相和固相都能保持其有序孔结构，为开发新的&软&纳米孔材料提供了新的设计思路。最近，黎占亭等应邀在英国化学会Chem. Commun. (51. DOI: 10.331b) 撰写Feature Article，系统介绍该团队建立的均相SOF的设计原理、结构表征、功能与应用前景等，该论文并被选为当期Front cover。
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本周新闻排行武汉大学化学与分子科学学院现在还有在做金属—有机框架化合物（MOFs）的教授吗？有的话告诉我名字就最好了_百度知道当前和不久的将来，金属有机框架材料（MOFs）有望作为一种解决方案_中国产业信息网
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当前和不久的将来，金属有机框架材料（MOFs）有望作为一种解决方案
& & 化石燃料会产生二氧化碳等温室气体，科学家们一直在寻找替代能源。美国加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室的科学家最近在《自然&能源》杂志发表文章提出，在找到高效经济的替代能源之前，当前和不久的将来，金属有机框架材料（MOFs）有望作为一种解决方案：短期内既能用于捕获和转化二氧化碳，长期又能帮助生产和储存氢气，并以此为工具，最终形成一个碳中和的能量循环。& & MOFs是由金属氧化物构成的材料，结构多样，空隙极多。内部孔隙大小、形状能通过有机和无机键来调整，可以捕获氢气、二氧化碳等气体，而且许多MOFs能在不同温度、压力条件下保持高度稳定。& & 从长期看，氢气是清洁能源的最终目标，但存储是一大难题，要求低温高压，存储和生产的成本都太高，而能吸收氢气的MOFs有助于解决存储问题。目前已有的两种金属有机框架材料&&MOF-177和MOF-210，都能吸收大量氢气，但仍需低温存储，且合成成本过高。研究人员仍在寻找相对廉价、更易储氢的MOFs新结构。& & 从中期看，天然气是一种过渡能源，燃烧时产生的二氧化碳比汽油少，开采技术和基础设施在许多国家已相当完备，但它所需的存储空间比汽油大。美国能源部先进研究计划署有一个新计划，目标是开发出可行的甲烷存储系统，并提出每克吸附剂吸附甲烷的具体值。迄今为止，MOFs正在接近这一目标，使用MOFs容器可多存储3倍的天然气。最近报道的一种铝-soc-MOF-1，每克吸收的甲烷量离美国能源部的目标仅一步之遥。& & 从目前看，MOFs可从捕获和转化两方面减少化石燃料产生的二氧化碳。MOFs的孔隙和化学性质都可调整，如镁-MOF-74在室温下能吸收的二氧化碳达自重的37.9%，但它仍需改进。此外，MOFs还可作催化剂将二氧化碳转化为有用化合物。
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金属有机框架化合物的合成、表征以及其性能的研究.pdf58页
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Dissertation Submitted to Hebei University of Technology for The Master Degree of Materials Physics and Chemistry
SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND PROPERTIES OF METAL-ORGANIC FRAMEWORKS by Zhang Lei Supervisor: Prof. Tang Chengchun March 2013 河北工业大学硕士学位论文 金属有机框架化合物的合成、表征以及性能研究 摘 要 金属有机框架 （MOFs）化合物在过去的十几年里得到了突飞猛进的发展。MOFs 具备 2
高密度的孔道（最高占自由体积的90% ）和巨大的内部比表面积 （最高可达到6000 m /g ）
因此逐渐被人们关注。同时由于MOFs 本身有机基团和无机离子的配位而引起的各种结构
特殊易变性，使得它在清洁能源，气体储存 （如氢气和甲烷），作为高容量的吸附剂等方
面具有潜在的应用前景。 作为一种典型的MOF，MIL-53 Al 的三维框架结构是由无限个AlO
OH 八面体通过 4
对苯二甲酸（H BDC ）链接而成。MIL-53 Al 在气体吸附和有机化合物分离领域发挥着重 2
要的作用。在本论文中，我们采用无水AlCl3 为铝源，对苯二甲酸为配体，N, N 二甲基甲
酰胺为溶剂，在 150~220 ℃下通过溶剂热方法合成出结晶度高，具有均一棒状形貌的
。我们所制备的MIL-53 Al 具有高的热稳定性，稳定区间为270~500 ℃，并且 2 [1] 2
比表面积高达1400 m /g ，高于文献 中所报道的1140 m /g
。论文还详细研究了各种 +
合成参数，如原料摩尔比、H
离子、竞争配体，以及反应时间、温度和压力对产物的形貌
和结构的影响。其中，重点研究了盐酸和乙酸在合成体系中对于样品结晶度，形貌尺寸，
比表面积等控制和影响作用。结果表明，盐酸的加入能显著地改善MIL-53 Al 的结晶性能，
乙酸的加入能使 MIL-53 Al
晶体形态呈均一短棒状分布，并且两者都明显的提高
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