谭必恩教师团队在有机多孔材料领域获得新型钻探进展

  9月19日,《德国应用化学》杂志在线刊发了化学与化工学院谭必恩教授研究团队最新研究成果《低温缩合法制备共价三嗪有机网络》。我校为第一完成单位,化学与化工学院2013级博士生王科伟为论文第一作者,谭必恩教授和金尚彬副教授是论文的共同通讯作者。

共价三嗪骨架材料是一类具有良好化学稳定性和热稳定性的多孔材料,其骨架含有丰富的氮元素,使材料的表面具有极性,因而在气体吸附分离、多相催化、光电技术等领域具有巨大的实际应用前景。然而传统的CTFs材料一般通过离子热或强酸催化等方法制备,反应条件苛刻、单体来源较为有限,限制了材料的大量制备和结构的多样化设计,而且目前的合成方法制得的CTFs结晶性大都较低,且数量有限。

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化学与化工学院谭必恩教授和金尚彬副教授研究团队通过多次实验,为结晶性CTFs的合成提供了一种全新策略,有力促进了CTFs领域的发展。研究成果被选为VIP论文,8月22日在Angew.
Chem. Int.
Ed.杂志正式发表。同时,编辑部还配发专文“超级光催化剂:结晶共价三嗪框架”,对该论文进行推介,认为“这个新奇简单的合成途径可能是结晶三嗪框架结构产业化生产的起点”。

  有机多孔材料是最近材料领域的热点研究领域,其中共价三嗪环骨架由于具有丰富的氮原子和稳定的化学结构,在气体分离分离、光催化以及能源储存等领域具有很大的应用前景,然而传统的共价三嗪骨架材料一般通过离子热法或通过强酸催化的方法制备,这些方法制备条件苛刻、单体来源有限,因而限制了进一步发展和大规模制备。

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威尼斯官方网站登录,据悉,谭必恩教授和金尚彬副教授研究团队基于醛和脒单体的共缩聚反应发展了合成CTFs的新策略。该策略不采用超强酸或高温条件,条件相对温和,合成的CTFs在光催化和能量存储中展现了良好的应用性能。但是该方法合成的CTFs结晶性仍然很低,如何发展一种具有普适性的结晶性CTFs合成方法仍是目前具有挑战性的研究课题之一。

  谭必恩教授团队采用了一种全新的缩聚方法作为构建共价三嗪环骨架的新策略,
实现了在低温和简易条件下制备三嗪环骨架材料(CTF-HUSTs)。该类材料具有层状结构,很高的比表面积,更为重要的是,该类材料保持了材料的能带结构,避免了在高温下碳化失去能带结构的缺点。通过光解水测试,发现该类材料具有优异的光催化产氢性能,在可见光下,最大产氢量达2647µmol
h-1
g-1,相比同类材料具有很大的提升。由于独特的层状结构,该类材料在碳化之后,还可作为钠离子电池的负极材料,最大充放电容量高达467
mAh
g-1。该研究为该类材料的发展提供了一种新的策略,推动了该类材料在该领域的发展。

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