本报讯(元野报道)近日,国际著名化学类期刊《美国化学学会核心科学》 (ACS Central Science) 刊发了我校题为 Porous Aromatic Frameworks as a Platform for Multifunctional Applications 的文章。该文章汇总报道了我校化学学院朱广山教授和元野副教授近期在多孔芳香骨架材料领域的突出进展,项目得到了国家自然科学基金和吉林省自然科学基金的资金支持。
多孔芳香骨架材料 (PAFs) 是朱广山教授和裘式纶教授课题组自主研发,并且已经初步获得国际同行认可的新型多孔材料。与传统的无机材料和金属有机骨架材料相比,PAFs材料具有局部有序、长程无序的骨架结构,其在酸碱、氧气、湿气等工业条件中拥有良好的稳定性。优异的性质使得多孔芳香骨架材料吸引了科学家们的广泛关注。最近,朱广山教授和元野副教授课题组在离子骨架型多孔芳香骨架材料和分子印迹型多孔芳香骨架材料方面取得了突出的进展:
离子骨架型多孔芳香骨架材料是指在结构网络中含有额外的电荷片段和平衡离子,并通过静电平衡作用保持其电中性的一种有机框架材料。与非离子骨架材料相比,该类材料可以通过库仑力相互作用或离子-π键相互作用使其与客体分子之间产生较强的排斥力或亲和力。在传统的只含有库仑力的中性骨架材料的基础上,通过将离子基块镶嵌入有机多孔骨架材料中,赋予其静电相互作用,进而增强主客体分子之间的极性相互作用力。离子型多孔芳香骨架材料在医疗抗菌、气体分离、放射性物质捕获、CO2存储和氨气吸附等领域表现出了优异的性质,研究成果分别发表在:Adv. Mater. (2013, 25, 6619), Nature commun. (2014, 5, 4260), Angew. Chem. Int. Ed. (2015, 54, 12733), Chem. Sci. (2016, 7, 3751), ACS Cent. Sci. (2018, 4, 748)。
分子印迹技术是指制备具有特异性分子识别能力的聚合物的实验制备技术。它本身具有三大显著特点:构效预定性、特异识别性和广泛的实用性。将分子印迹技术同多孔芳香骨架材料的构筑结合,可以将印迹技术的分子识别能力和多孔材料的主客体作用结合到一起。分子印迹型多孔芳香骨架材料在核原料铀提取、重金属离子清除、仿生酶催化等领域表现出了优异的性质,研究成果分别发表在:Adv. Mater. (2018, 30, 1706507), Adv. Mater. (2018, 30, 1800069), J. Mater. Chem. A (2018, 6, 5202), ACS Appl. Mater. Interfaces (2017, 9, 30958)。