近日，Chemistry of Materials刊發趙學波教授科研團隊在合成超薄二維納米材料領域的最新研究成果《微液滴法連續、自下而上地合成超薄二維MOF納米片》（Bottom-up Fabrication of Ultrathin 2D Zr Metal-Organic Framework Nanosheets through a Facile Continuous Microdroplet Flow Reaction）。該成果提出了一種自下而上地、連續地制備具有高分散性、高結晶性、高產率且厚度均勻的超薄二維MOF納米片的新方法。該研究得到了國家自然科學基金、山東省“泰山學者”經費及中國石油大學（華東）人才引進啟動資金的支持。本論文第一作者趙學波教授2014級博士研究生王穎，我校的趙學波教授和英國紐卡斯爾大學的K.Mark. Thomas教授為論文的通訊作者，中國石油大學（華東）為第一署名單位。其他作者包括李良軍副教授、閆理停博士，顧鑫副教授，代鵬程副教授，劉丹丹博士，Bell, Jon G博士和山東科技大學的趙國明教授。
趙學波教授研究團隊發現，在連續流動的反應過程中，微液滴中的粘性力、彈性力、表面張力以及液體之間的擴散作用力、界面張力以及對流等作用力在很大程度上影響著二維MOF的生長過程，這些在微液滴流動過程中產生的作用力，有效的抑制甚至阻斷了二維MOF材料層間堆積的作用，從而成功的批量制備了厚度為3納米的超薄二維MOF納米材料。通過調節反應物在微管道中的停留時間，可實現二維MOF厚度的可控調節。該類MOF材料具有納米級厚度，較大的長徑比，微米級橫向尺寸以及暴露出更多的外表面，使其比表面積增大到原有類塊狀MOF的兩倍，此結果與分子模擬結果完全一致。由于具有更大的比表面積和更多的吸附位點，該材料表現出優異的二氧化碳和甲烷吸附性能。除此之外，采用不同的吸附模型揭示了二氧化碳和甲烷氣體分子在MOF材料上的平板型和圓柱形孔道中不同吸附行為，對氣體分子在MOF材料上吸附機理研究具有一定的借鑒意義。這種簡單、可控、連續的合成方法不僅可以連續、批量地合成超薄的二維MOF材料，也有望于發展至合成其它的超薄二維納米材料，為超薄二維納米材料的合成開辟了新的途徑。
該研究工作得到審稿專家的肯定，認為具有較高創新性和應用價值，制備方法簡單，對于自下而上、可控、批量地合成其它超薄二維納米材料具有很好的借鑒作用，實現了超薄二維納米材料的批量合成，為推進超薄二維納米材料的實際應用提供了基礎。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.8b00765