金属有机骨架(MOFs)结构的透射电子显微分析

金属有机骨架(Metal organic framework,MOF)配位聚合物作为一类重要的多孔材料具有诸多独特的性能.新型MOF材料的结构表征与确定一直是该研究领域的关键性研究问题.由于单晶X-射线衍射等结构测定方法对晶体尺寸有一定限制,小尺寸MOF新材料的晶体结构确定一直是亟待解决的科学难题.透射电子显微分析方法(Transmission electron microscopy,TEM)作为纳米尺寸晶体材料最有力的结构表征手段之一,已经被逐渐应用于MOF新材料领域,展现出了巨大的应用潜力.本文以几个国内外有代表性的工作为例,浅析TEM在MOF材料领域的发展现状.     

多孔材料化学:从无机微孔化合物到金属有机多孔骨架

本文主要从无机微孔化合物和金属有机多孔骨架的合成化学和结构化学这两方面来介绍多孔材料化学的研究进展。多孔材料是一类具有规则孔结构的固态化合物,它们在催化、分离、离子交换等工业领域有着广泛的应用。硅铝酸盐是最为人们所熟知的微孔分子筛,经过半个多世纪的发展,人们又相继开发出磷酸盐、砷酸盐、锗酸盐、亚磷酸盐、硫酸盐、亚硒酸盐以及金属硫化物等类沸石无机微孔化合物。近十多年来,配位聚合物与金属有机多孔骨架开始大量兴起,为微孔化合物的多样化与组成的复杂性增添了新的领域。     

金属有机框架材料在催化领域的研究现状与展望（英文）

金属有机骨架材料(MOF)又称多孔配位聚合物(PCP),是一类由金属团簇和有机配体通过配位作用形成的新型晶态多孔材料.近30年, MOF材料在催化领域受到了广泛的关注和研究.MOF的多孔结构和高比表面积可以实现催化位点的空间分离并促进物质传输,从而提高催化活性.MOF可以像均相催化剂一样在原子精度进行灵活剪裁和调控,同时具有非均相催化剂易分离回收的优势.通过结合均相和非均相催化剂的优点, MOF表现出了诸多优于传统催化材料的独特性质.本文首先简要介绍了MOF基催化材料设计的基本原理和MOF应用于催化的独特性,其次对MOF在催化中面临的瓶颈和局限进行了论述,最后指出了MOF在未来催化领域中潜在的独特应用前景.MOF材料中金属节点、有机配体和孔空间都可以进行灵活功能化,从而赋予催化活性.金属节点上的不饱和配位点可作为路易斯酸催化中心.配体可以通过修饰不同功能基团从而赋予催化活性.此外,金属节点和有机配体还可以通过接枝外来催化位点进行功能化.更重要的是, MOF孔空间可以限域客体活性单元,极大扩展了活性位的来源.MOF还可以作为前驱体通过化学转化获得多孔碳、金属化合物及其复合材料.MOF的高...     

导电二维配位聚合物框架材料在能源存储及转化领域的应用

配位聚合物框架材料具有高的比表面积、丰富的孔结构和金属配位中心,一直以来被视为能源领域的潜在电极材料。传统配位聚合物框架材料电导率低,因此,如何设计并合成具有一定导电性的配位聚合物框架材料,满足能源及其相关领域对于材料电学性质的要求,成为配位聚合物框架材料领域的研究热点方向之一。本综述介绍了近年来导电二维配位聚合物框架材料的设计思路及电导率测量方法,并对这类材料的制备及其在能源转化及存储方面的应用进行了总结。最后,对二维高导电配位聚合物今后的研究和发展方向进行了展望。     

一类新型的多孔材料——多孔配位聚合物

多孔配位聚合物以其表面积大、孔大小分布均匀、孔隙率高等特点及其潜在应用而引起物理学家、化学家和材料学家的兴趣,成为近10年来学术界广泛重视的一类新型多孔材料。本文主要从多孔配位聚合物的研究进展、设计合成、结构及其应用等方面进行介绍。     

金属有机骨架复合材料在样品预处理中的研究进展

金属有机骨架（MOFs）材料是近几年涌现出的一类新型多功能多孔材料,以金属离子或金属簇为配位中心,与含氧或氮的有机配体通过配位作用形成多孔骨架结构。相比于其他传统无机多孔材料,MOFs具有比表面积高、孔隙率大、热稳定性好和结构与功能多样化的特点,因而被广泛用于气体存储、催化、吸附和分离等领域。MOFs复合材料在样品预处理方面的应用引起了研究者们的极大兴趣和广泛关注。由于MOFs材料和不同功能材料如高分子聚合物、碳基材料以及磁性材料组装复合,使MOFs复合材料的性能优于原来的MOFs材料。综述了近年MOFs复合材料在样品预处理的研究应用,尤其是在固相微萃取、固相萃取以及磁性固相萃取等方面的应用。     

向高功能发展的配位聚合物*

运用晶体工程的经验和方法合理设计和制备具有特定网络结构和理化性能的配位聚合物是当前配位化学、超分子化学、材料化学及相关领域的研究热点之一。作为一类新型分子基晶体材料,配位聚合物（尤其是多孔配位聚合物）在客体交换与分离、气体储存、手性拆分、药物缓释、电致发光、选择性催化、分子识别及微孔器件等诸多方面均显示出潜在的应用前景。本文简要介绍了此类化合物作为具有复合性能的多功能晶体材料,在吸附、催化及光、电、磁等方面应用的最新研究进展。     

MOFs在催化有机分子转化中的应用

金属有机框架化合物（MOF）,又称多孔性配位聚合物,是有机配体与金属离子自组装而成的一类新型有机-无机杂化多孔材料,是纳米材料的重要组成部分。与其他多孔材料相比,MOFs具有较大的比表面积、高的孔隙率以及结构和性质可调等特性,使其在非均相催化领域具有良好的应用前景。本文首先对MOFs催化的背景进行简述,然后对近年来报道的MOFs用于有机分子催化转化反应的进展进行了综述及展望,以期为MOFs催化有机反应的设计和开发提供参考。     

多孔配位聚合物靶向亚细胞器用于生物成像和诊疗

由于外界环境和生活习惯的变化, 癌症病发率和死亡率日益攀升, 因此癌症防治问题亟待解决. 近年来报道了多种根据多孔纳米材料性质设计的用于体内肿瘤细胞的靶向药物. 金属有机框架(Metal-organic framework, MOF)和多孔配位笼(Porous coordination cage, PCC)由于其结构多样, 可设计性强, 且具有一定的可修饰性, 受到广泛的关注并得到了长足的发展. 虽然金属有机框架和多孔配位笼已经在气体吸附分离、 手性分离、 催化、 荧光与传感及导电等领域被广泛研究, 但在生物医学方面的应用还未得到充分开发. 本文总结了金属有机框架和多孔配位笼在生物体中成像和诊疗应用的研究工作, 并且指出了目前配位多孔聚合物在生物医学方面应用中存在的一些问题.     

基于三个平面刚性配体的多孔配位聚合物研究进展（摘要）

在过去的二十多年里,多孔配位聚合物（PCPs,又称金属-有机框架化合物,MOFs）由于具有丰富的结构特点和潜在的应用功能而受到人们的广泛关注.本文主要综述了基于三个平面刚性配体咪唑-4,5-二甲酸（H3IDC）、1H-四氮唑（HTz）和1H-四氮唑-5-甲酸（H2Tzc）的多孔配位聚合物的研究进展,包括配位聚合物的合成、晶体结构和性能研究.     

多孔配位聚合物晶态转换研究进展（摘要）

近年来,多孔配位聚合物内客体分子去除或迁入导致的晶态转换及相关效应研究方兴未艾.晶态转换尤其是单晶到单晶结构转换作为研究主客体化学的新方法,可以揭示多孔配合物框架与客体分子之间的内在联系.本文从客体去除或迁入导致的晶态转换出发,重点介绍了本课题组多孔配位聚合物方面的工作以及近四年来国际上多孔配位聚合物晶态转换研究进展.其中,以单晶到单晶方式进行的多孔配位聚合物配体取代反应以及后合成调控,区别于传统的客体去除或交换引起的晶态转换,在本文中得到重点阐述.此外,本文简要概括了国内晶态转换研究现状.作为一个热点领域,研究晶态转换不仅有助于应对多孔配位聚合物体系实现吸附、磁性、光电性质多功能原位跟踪研究的挑战,也为未来设计客体导向的多孔智能材料提供研究方法与基础.随着X射线单晶衍射、X射线粉末衍射、同步辐射光源、中子衍射以及非弹性中子散射在内的系列结构表征技术的不断进步,必将极大促进晶态转换的研究.     

有机多孔催化研究进展

有机多孔材料POPs (Porous Organic Polymers)成为近年来的研究前沿之一. 有机多孔材料包括非晶型(如CMP, HCP, PIM等)和晶型(比如COFs等)有机多孔材料两类, 它们具有优异的孔性质、较大的比表面积、稳定性好、重量轻以及易于功能化等诸多优点, 被广泛应用于气体存储分离、传感、有机光电和多相催化等重要领域. 这里对有机多孔材料在多相催化领域中的应用做一综述. 目前, 有机多孔催化领域的研究工作主要有三类: 一类是通过“自下而上”策略将金属-配体类催化剂嵌入有机多孔骨架来构建多相催化剂; 另一类是将有机多孔材料作为载体, 通过后修饰方式负载金属纳米颗粒构建多相催化剂; 最后一类是通过“自下而上”策略将不含金属的有机小分子催化剂嵌入材料骨架来构建多孔有机催化剂. 受益于其结构的优越性, 有机多孔材料在多相催化中表现出优异的催化性能. 借鉴于均相催化的发展, 具有催化活性的有机多孔材料在多相催化领域中的应用也将会有更大的发展空间.     

金属-有机框架色谱固定相的研究进展

金属-有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs),又称为多孔配位聚合物(Porous Coordination Pol-ymers,PCPs),是一类由金属离子与多齿有机配体通过配位键组装形成的网状结构的配位聚合物。由于具有比表面积高、热稳定性、机械稳定性和化学稳定性好和孔的可调性等特性,使其分析化学领域表现出了诱人的应用前景。本文综述了所有有关金属-有机框架色谱柱的研究进展。主要从色谱柱的类型方面进行论述,分析了不同类型色谱柱的优缺点。重点介绍了几种金属-有机框架色谱柱对芳香烃和烷烃的分析,并对MOFs色谱柱的发展方向和应用前景进行了展望。     

金属有机框架材料在环境化学中的研究进展

金属有机框架(MOFs)是一类由有机桥连配体与无机金属中心通过自组装形成的新型多孔材料.相比传统的多孔材料,MOFs具有比表面积高、孔径均一、结构可调节等优点,在基础理论研究和实际应用方面都表现出巨大的潜力.近年来,环境问题日益突出,开发新型材料解决环境问题迫在眉睫,MOFs材料在环境化学中的应用受到了广泛关注.本文主要介绍MOFs材料在催化、气体存储、气体吸附与分离、气敏传感和水体净化等多个领域的理论研究与应用现状,并进一步讨论了MOFs材料在该领域面临的挑战和发展趋势.     

高稳定性金属有机配位聚合物膜的制备及二甲苯分离性能

以常见的多孔二氧化硅为载体, 采用晶种-二次生长法在溶剂热条件下制备了高稳定性的金属有机配位聚合物膜材料. 通过X射线衍射、 扫描电子显微镜、 单组分气体透过率和二甲苯同分异构体分离等测试手段对材料的结构、 形貌和性质等进行了表征. 二甲苯同分异构体的渗透汽化分离结果表明, 这种多孔膜材料对二甲苯混合物具有选择性吸附分离的性质. 进一步通过热处理、 超声处理和性能的重复表征, 证明了该膜材料具有优良的热稳定性和机械稳定性, 适于实际应用.     

液晶金属配位聚合物的合成及性能

基于国内外最新研究文献 ,系统论述了近年来液晶金属配位聚合物的合成方法、液晶行为及应用前景。指出液晶金属配位聚合物的合成方法可归纳为直接配位法、单体配位法、交联配位法和聚合物反应法四种。液晶金属配位聚合物一般呈现热致液晶行为 ,显示稳定的向列液晶相或近晶液晶相。有些金属配位聚合物还呈现互变性近晶态或单变液晶性。液晶金属配位聚合物具有金属的特殊性质 ,是一种新型高性能磁导、电导和光导材料 ,可望应用于液晶显示材料、磁性信息储存薄膜材料、润滑剂和各向异性催化剂等。     

多孔碳材料的研究进展

多孔碳材料具有高的比表面积、可调控的物理化学性质、价廉易得等优点,在能源存储和转换、催化、吸附分离等领域展现出了巨大的应用前景.多孔碳材料的制备方法和前驱体的选择直接决定了其性能及使用范围.聚合物结构丰富,通过碳化不同结构的聚合物制备多孔碳材料是目前多孔碳材料的研究热点之一.本文详细综述了目前多孔碳材料的主要制备方法以及聚合物作为碳前驱体,其结构与多孔碳材料结构与性能之间的构效关系.最后,对多孔碳材料的未来发展方向做了进一步的展望.     

铁（Ⅱ）配位聚合物电致变色材料研究进展

电致变色是一种响应外部电刺激而发生颜色变化的现象,材料可以在不同的氧化还原状态之间进行可逆切换,从而在可见光或近红外区域产生新的吸收带。迄今为止,电致变色材料主要包括过渡金属氧化物、过渡金属配位聚合物、紫罗精、有机共轭聚合物等。过渡金属配位聚合物类电致变色材料兼具无机材料和有机材料的优点,具有广泛的应用前景。铁配位聚合物具有良好的氧化还原性质和丰富的电子跃迁,是一类性能优异的电致变色材料。本文综述了铁金属配位聚合物类电致变色材料的研究进展,主要从有机配体的臂形、种类和间隔基团等方面进行分类阐述。     

二重穿插锰配合物Mn2(ADB)2(DMSO)4DMSO的溶剂热合成和结构研究

多孔配位聚合物的研究兴趣在于它们多样的结构特征和潜在的应用价值.配合物的性质和结构密切相关,特别是对于多孔配位聚合物,孔径越大,越有利于性质的发挥[1-6].     

金属-多孔有机分子笼纳米复合物的研究进展

多孔有机分子笼(POC)是一类具有固定腔隙的离散分子,因其稳定的孔隙结构、较高的比表面积和良好的可溶性,正成为一类可用于容纳特定大小的分子或离子的新兴功能性材料.除此之外,该类材料中稳定存在的开放孔隙结构,使其在气体分离与储存、传感器件、药物运输等领域具有广泛的应用,已逐渐成为国内外研究的热点.目前,多孔有机分子笼存在能与金属结合的位点,并具有空间限域效应,能有效防止金属纳米颗粒的团聚,故常被用于特定尺寸金属纳米颗粒的制备,从而形成金属-多孔有机分子笼纳米复合材料.多孔有机分子笼不仅可调控金属纳米粒子的大小,还可通过多孔笼体结构的保护,在不影响其原子表面可及率的条件下,稳定其微纳结构.相比于传统金属纳米催化剂,金属-多孔有机分子笼纳米复合物不仅具有更优越的稳定性,还可提供更多的催化活性位点.总结了近年来金属-多孔有机分子笼复合领域的研究成果,以及其应用领域的重要进展,为金属-多孔有机分子笼纳米复合物在催化、传感、医学等方面的后续研究提供启示.