華東理工Angew. Chem. Int. Ed.：以表面活性劑為模板水相中制備介孔Zr基MOFs

Mr_PSP 5年前 (2018-03-05) 8503瀏覽

【引言】

金屬有機骨架（MOFs）材料具有比表面積高、孔徑可調、組分多樣、表面易功能化等諸多優點，是具有廣闊應用前景的多功能材料。然而，大多MOFs材料只具有微孔結構，不利于物質傳輸和大分子客體的進入，限制了該材料在大分子分離、傳感、釋放等諸多領域的應用。在MOFs骨架中引入介孔孔道并制備微孔-介孔分解結構是解決這一難題的可行方法之一。

【成果簡介】

?近日，華東理工大學顧金樓教授（通訊作者）與李可（第一作者）在Angew. Chem. Int. Ed.發表了題為“Aqueous-Phase Synthesis of Mesoporous Zr-Based MOFs Templated by Amphoteric Surfactants”的文章。該研究以兩性表面活性劑為模板，在水相中成功合成了有序介孔結構的Zr基MOFs。

【圖文導讀】

?圖一. 表面活性劑化學結構式

圖二. 樣品的XRD和BET表征

（a）無模板劑制備的UiO-66-NH2；

（b）CAPB為模板制備UiO-66-NH2；

（c）OAPB為模板制備UiO-66-NH2。

圖三. 介孔UiO-66-NH2的TEM表征

（a）和（b）CAPB為模板制備UiO-66-NH2的TEM表征；

（c）和（d）OAPB為模板制備UiO-66-NH2的TEM表征。

圖四. 六方介孔UiO-66-NH2MOFs的形成機理

圖五. OAPB為模板制備的介孔UiO-66-(OH)2的結果表征

圖六. 不同模板劑制備的UiO-66-NH2 MOFs對細胞色素c的吸附量比較

紫外-可見光光譜峰強度和懸浮液中的細胞色素c的量成正相關；（a）無模板劑制備的UiO-66-NH2；（b）CAPB為模板制備UiO-66-NH2；（c）OAPB為模板制備UiO-66-NH2。

【小結】

?該工作以簡單的水相模板法制備了微/介孔Zr基MOFs材料。表面活性劑不僅起到模板作用，還為金屬前驅體提供了錨定位點并引導金屬有機框架定向組裝。介孔UiO-66-NH2展現出介孔的可調節性及有機框架的穩定性。介孔壁由規則的微孔結晶MOFs構成。這一制備方法為制備新型介孔MOFs材料提供了新的思路。

文獻鏈接：Aqueous-Phase Synthesis of Mesoporous Zr-Based MOFs Templated by Amphoteric Surfactants（Angew. Chem. Int. Ed., 2018 DOI: 10.1002/anie.201800619）

通訊作者簡介

顧金樓---上海市浦江人才、上海市青少年科技創新市長獎獲得者。華東理工大學無機材料研究所所長、教授、博士生導師。

目前主要從事多孔材料及其在分離與檢測、智能藥物控釋、氣體儲存與生物治療等領域的應用研究工作。

近年來，在Advanced Materials, Angewandte Chemie International Edition, Journal of the American Chemical Society, Advanced Functional Materials, Chemistry of Materials, Small, Journal of Physical Chemistry Letters, Chemical Communications, ACS Applied Materials & Interfaces等國際知名雜志上發表SCI學術論文90余篇，單篇最高影響因子19.79，論文他引總計3000余次，H因子達到27。發明專利多項，其中公開號為JP-2008-28019的專利權屬已轉讓于日本松下電器公司。目前主持國家自然科學基金，上海市納米技術專項基金，上海市教委重點基金，教育部博士點基金等。

教學方面獲得：寶鋼教育獎、上海市化工區教學獎、上海市優秀研究生論文指導老師、華東理工大學教學競賽一等獎、最佳教案編寫獎，華東理工大學教學新星、華東理工大學優秀研究生論文指導老師等。

參與翻譯專著《生物系統納米技術》一部。

部分研究成果：

  1. Ke Li, Shaoliang Lin, Yongsheng Li, Qixin Zhuang and Jinlou Gu,* Aqueous phase synthesis of mesoporous Zr-based MOFs templated by amphoteric surfactant, Angewandte Chemie International Edition, 2018, In Press.
  2. Zhe Wang, Shuanggang Hu, Jian Yang, Ajuan Liang, Yongsheng Li, Qixin Zhuang and Jinlou Gu,* Nanoscale Zr-based MOFs with tailorable size and introduced mesopore for protein delivery, Advanced Functional Materials, 2018, 201707356.
  3. Pengfei Yang, Fangxin Mao, Yongsheng Li, Qixin Zhuang and Jinlou Gu,* Hierarchical?porous Zr-based MOFs synthesized by a facile monocarboxylic acid etching strategy, Chemistry-A European Journal, 2018, 2962-2970.
  4. Zhe Wang, Jian Yang, Yongsheng Li, Qixin Zhuang and Jinlou Gu,* In situ carbothermal synthesis of nZVI functionalized porous carbon from Fe-MOFs for efficient detoxification of Cr(VI), European Journal of Inorganic Chemistry, 2018, 23-30.
  5. Jian Yang, Xiaojing Chen, Yongsheng Li, Qixin Zhuang, Peifeng Liu, and Jinlou Gu,* Zr-based MOFs shielded with phospholipid bilayers: improved biostability and cell uptake for biological applications, Chemistry of Materials,?2017,?29, 4580-4589.
  6. Zhe Wang, Jian Yang, Yongsheng Li, Qixin Zhuang, and Jinlou Gu,* Simultaneous degradation and removal of Cr(VI) from aqueous solution with Zr-Based MOFs bearing inherent reductive sites, Chemistry-A European Journal, 2017, 15415-15423.
  7. Chao Wu,?Xiangyang Zhu,?Zhe Wang,?Jian Yang,?Yongsheng Li, and?Jinlou Gu,* Specific recovery and in situ reduction of precious metal from waste to create MOF composites with immobilized nanoclusters, Industrial & Engineering Chemistry Research, 2017, 56, 13975-13982.
  8. Zhe Wang, Ying Huang, Jian Yang, Yongsheng Li, Qixin Zhuang, and Jinlou Gu,* Water-based synthesis of chemically stable Zr-based MOFs using pyridine-containing ligands and their exceptionally high adsorption capacity for iodine, Dalton Transactions, 2017, 46, 7412-7420.
  9. Jian Yang, Zhe Wang, Yongsheng Li, Qixin Zhuang, and Jinlou Gu,* Real-time monitoring of dissolved oxygen with inherent oxygen sensitive centers in metal?organic frameworks, Chemistry of Materials, 2016, 28, 2652-58.
  10. Bing Li, Xiangyang Zhu, Kaili Hu, Yongsheng Li, Jianfang Feng, Jianlin Shi, and Jinlou Gu,* Defect creation in metal-organic frameworks for rapid and controllable decontamination of roxarsone from aqueous solution, Journal of Hazardous Materials, 2016, 302, 57-64.
  11. Jian Yang, Zhe Wang, Yongsheng, Li, Qixin Zhuang, Wenru, Zhao, and Jinlou Gu,* Porphyrinic MOFs for reversible fluorescent and colorimetric sensing of mercury(II) ions in aqueous phase, RSC Advances, 2016, 6, 69807-69814.

本文由材料人編輯部納米學術組Mr_PSP[彭勝攀]供稿，材料牛編輯整理。

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