动态配位空间的构筑与调控

“配位空间”(Coordination Space)是无机-有机杂化体系中的构筑基元通过配位键连接形成的具有特定结构和功能的空间。这一概念为基于配位键的框架体系的定向构筑与结构-性能调控提供了新的视角。作为典型的无机-有机杂化材料,金属-有机框架(Metal-Organic Framework,MOF)及金属有机笼(Metal-Organic Cage,MOC)等近年来受到广泛关注。这类材料的构筑与性能调控的核心可以认为是对其配位空间的结构设计与性能调控。具有刺激响应性的MOF可展现动态的配位空间,使其在吸附分离、传感、药物投递等方面具有重要的应用前景。本文将以动态金属有机框架的相关研究为基础简述动态配位空间研究的近期进展,包括其动态行为产生的结构基础、诱发因素及相关性能,归纳结构-性能的关系,为相关研究提供参考。     

课例论文中存在的问题及提升质量的写作框架和内容要求

针对一线教师的课例研究成果难以分享和传播的困境,分析了当前课例论文写作中存在的问题:缺乏教学目标、重教学设计而轻教学实践、教学反思不足、文献查阅不够、教学理论与教学实践脱节等。提出了提升课例论文质量的写作框架和内容要求,其容易被一线教师接受,注重继承性和发展性,强调教学实践数据的呈现,强调可复制性和可操作性。     

Application of solid-state early-transition metal clusters as catalysts

Metal cluster compounds are expected to be catalysts for new reactions because of synergistic effect of the metal atoms. In solid-state halide clusters and sulfide clusters, metal cluster frameworks are linked in two- or three-dimensions to form a cluster network. Halogen- or sulfur-deficient metal sites in an octahedral metal cluster framework are retained intact and act as catalytically active sites even at high temperatures of 400–700?°C. This review reports recent advances in the development of coordinatively unsaturated metal atoms on solid-state clusters with an octahedral metal framework and their application to organic catalytic reactions.     

基于有机磷酸类MOFs前驱体制备Ni2P/C复合材料

以镍为金属中心、 对二甲苯二磷酸为有机配体, 构筑了一种有机磷酸类Ni-MOF前驱体, 再经过一步碳化, 原位制备出多孔碳包覆Ni₂P纳米颗粒的复合材料. 该复合材料保留了前驱体的片状形貌, 比表面积可达202 m²/g, 复合材料中的Ni₂P纳米颗粒具有良好的结晶度, 颗粒均匀且无团聚现象. 在锂离子电池性能测试中, 该Ni₂P/C复合结构在缓解材料体积膨胀的同时提高了材料的电子和离子电导率, 进而提高了材料的电化学性能. 在0.2 C的电流密度下, 材料首次充、 放电比容量分别为247和226 mA·h·g^-1, 库仑效率可达91.7%, 循环200圈后, 库仑效率接近100%.     

金属-有机框架材料孔结构的初步理论评估

金属-有机框架材料在气体吸附/分离方面具有广泛的应用, 因而引起国内外学者的广泛关注。本文以6种代表性的MOFs为例简单介绍了利用理论工具研究MOFs孔结构的方法。     

磺酸功能化金属-有机骨架吸附脱氮性能

以硝基甲烷为溶剂,采用三氟甲磺酸酐(Tf2O)和浓硫酸对金属有机骨架材料MIL-101(Cr){Cr3F(H2O)2O[(O2C)-C6H4-(CO2)]3nH2O(n~25)}进行磺酸功能化修饰,使其孔壁配体上形成磺酸基团.通过改变MIL-101(Cr)、Tf2O和浓硫酸的摩尔配比,得到含有不同磺酸基团数量的S-MIL-101(Cr),对磺化后的材料进行了X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)、氮气物理吸附、酸碱电位滴定以及热重分析(TGA)表征.结果表明,磺酸功能化后MIL-101(Cr)的孔道结构仍然保持,比表面积和孔径有所下降,表面磺酸基团的数量根据磺化程度的不同从0.21到0.42 mmol g-1不等.将磺酸功能化后的MIL-101(Cr)用于液体燃料的吸附脱氮,发现磺酸功能化能够增强MIL-101(Cr)与含氮化合物的相互作用,有利于其对碱性氮化物的吸附脱除.相对于未经磺化的样品,按照摩尔配比n(MIL-101(Cr)):n(H2SO4):n(Tf2O)=1:3:4.5反应得到的磺酸功能化MIL-101(Cr)对喹啉和吲哚的吸附量提高较大,其对喹啉和吲哚的Langmuir最大吸附量分别提高了12.2%和6.3%.通过乙醇洗涤,吸附剂可再生,经过三次再生之后的吸附剂对模拟燃料中含氮化合物的吸附量没有明显的降低.     

樟脑酸衍生物构筑的单一手性金属有机骨架化合物的合成、表征及荧光性质

设计合成了一个新的手性樟脑酸衍生物[D-H₂ctba, H₂ctba=4-(3-羧基-2,2,3-三甲基环戊烷酰胺)苯甲酸]. 将其作为配体与硝酸镉通过溶剂热反应得到了新的手性金属有机骨架化合物[Cd₃(ctba)₃·H₂O]_n(1). 通过单晶X射线衍射(XRD)、 粉末X射线衍射(PXRD)、 元素分析、 热重分析(TGA)和圆二色(CD)光谱对该化合物进行了表征. 单晶结构解析表明, 该化合物具有单一手性结构, 以1个六核的Cd羧基簇为基本单元, 簇与簇之间通过羧基相连形成(-Cd-O-C-)_∞棒状次级结构单元, 次级结构单元之间由配体相连, 拓展成为三维的骨架结构. 荧光光谱测试结果表明, 该化合物在室温下具有较强的荧光性质.     

Three Isomeric Chiral Metal-organic Frameworks Determined by Different Halogen Ions

Three isomeric metal-organic frameworks,[Cd2（X）（btc）（DMA）3]n（X = Cl（1）,Br（2）,I（3）,H3btc =1,3,5-benzenetricarboxylic acid and DMA = N,Nˊ-dimethylacetamide）,have been synthesized and characterized by elemental analysis,infrared spectra（IR）,thermogravimetric（TG） analyses and single-crystal X-ray diffraction.Single-crystal X-ray analysis reveals that compounds 1–3 crystallize in the orthorhombic P212121 space group,and feature a three-dimensional（3D） extended framework containing dinuclear [Cd2（COO）3] units as the secondary building units（SBUs）.Topological analysis reveals that compounds 1–3 can be simplified into a 3-connected srs topological network.     

Two Cd（ll） Metal-organic Frameworks （MOFs） Derived from a Triazine-based Flexible Polycarboxylate Ligand： Syntheses, Crystal Structures and Luminescence

Two new metal-organic frameworks, {[Cd2CI（HL）（H20）2＂0.5H20]}n （1） and {[Cd2L（H20）2]＇H20}n （2）, have been hydrothermally synthesized with designed ligand H4L （HaL = 1,3,5-triazine-2-iminodiacetic acid-4,6-biglycine） under the same condition except for different pH values. Single-crystal X-ray determination shows that they are 3-D frameworks. Complex 1 crystallizes in monoclinic, space group P21/n. Complex 2 crystallizes in triclinic, space group Pi. The photoluminescence properties of those two complexes have been investigated in solid state. Complexes 2 exhibited remarkable blue luminescence emissions with high quantum yield of 40.3% On the other hand, complexes 1 featured weak quantum yields of 13.7%.