中山大學新型功能配位聚合物晶體工程研究取得系列成果
2012-02-16 來源：中國聚合物網
多孔配位聚合物（Porous Coordination Polymers, PCPs；也稱Metal-Organic Frameworks, MOFs）在吸附、分離、催化等方面都有廣闊的潛在應用，是當前化學與材料科學的研究熱點。合理設計和組裝具有特定配位網絡結構和性能的配位聚合物一直是相關研究領域的基礎和重大挑戰。
配位聚合物設計合成的出發點是有機配體的設計與合成。鑒于常用有機配體的缺點如羧酸根配位模式復雜，而吡啶基配體不具備負電荷，中山大學化學與化學工程學院陳小明教授和張杰鵬教授等引入多氮唑陰離子（azolate），即脫質子的芳香氮雜五元環如咪唑和三氮唑等作為配體，發展了一類新型配位聚合物：金屬多氮唑框架（Metal Azolate Frameworks, MAFs），自2003年起發表了一系列論文。代表性成果包括：發展了非配位側基調控配位框架結構的晶體工程新策略（Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 206; J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13218），具有超高熱穩定性和化學穩定性的沸石型多孔材料（Chin. Sci. Bull. 2003, 48, 1531; Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1557），具有特殊柔性和極佳吸附分離性能的三氮唑框架（J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5495; J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14162; J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6010; J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5516），通過精細孔表面剪裁獲得優異吸附性能的多孔材料（J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6654; Adv. Mater. 2011, 23, 1268; Chem. Sci. 2011, 2, 2214），以及這些材料的宏量合成方法（Chem. Commun. 2011, 47, 9185; Micropor. Mesopor. Mater. 2012, doi: 10.1016/j.micromeso.2011.11.033）。在這些工作之前，這類配體被認為：1）橋聯距離太短，不利于構筑多孔框架；2）橋聯幾何無法改變；3）脫質子和晶體生長困難，因而極少被用于構筑配位聚合物。
在2006年提出相關理論（Zhang JP, Chen XM, Chem. Commun. 2006, 1689, Feature Article）的基礎上，相關工作的系統總結與展望最近應邀發表于《化學評論》（Zhang JP, Zhang YB, Lin JB, Cheng XM, Metal Azolate Frameworks: From Crystal Engineering to Functional Materials. Chem. Rev. 2012, 123, 642）。該期封面圖右上部分為這一論文的示意圖。
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（責任編輯：佳）
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