國內材料周報半月刊：福建物構所金屬-有機框架催化材料研究取得系列進展

國內材料研究一周縱覽第036期
日期：20160222-20160304

“誰說材料別家強”舊的思想一直認為國外的材料研究一定比國內做的好，但隨著近年來國內在科研方面的大投入，在科研方面我們做的也越來越出色。為了向各位材料人介紹國內科研機構 在材料領域的最新研究成果，我們特推出這一專欄，以此來告訴大家，故鄉的月亮同樣明朗。下面就跟小編一起去了解國內材料研究的最新動態，見證國內材料研究的飛躍發展吧！

1、銅納米顆粒/石墨烯核殼結構材料催化研究獲進展

貴金屬（鉑、金、銀等）廣泛應用于催化領域，但是其資源和成本制約了貴金屬在此方面的大規模推廣應用，因此，尋求資源儲量豐富、成本低的催化物質對于催化領域具有重要的意義。

近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所和北京理工大學合作，采用單層的膠體晶體為模板，結合磁控濺射和高溫退火等工藝研制出構筑尺寸均一的石墨烯包覆銅納米顆粒核殼結構的復合材料，該復合材料的催化效率是金納米顆粒催化效率的14倍。

相關研究成果發表于Acta Materialia。

2、福建物構所金屬-有機框架催化材料研究取得系列進展

除了貴金屬之外，高效環保型多相催化劑也是催化化學領域方面的研究熱點。近期，中科院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室曹榮研究團隊將憎水的全氟烷烴修飾在具有高比表面積的金屬-有機框架化合物NU-1000的介孔孔道中，并采用等體積浸漬法將Pd納米顆粒均勻地分散在其孔道中，所獲得材料在水相中催化吲哚C-H活化反應活性比未修飾的金屬-有機框架化合物材料更高。

相關研究成果發表于Journal of Catalysis。

3、福建物構所在團簇負載型MOF薄膜材料研究中獲進展

納米團簇和金屬有機框架（MOF）材料作為當前材料研究的熱點，二者的復合材料研究對于科研人員來說是一個挑戰性的課題。近期，中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室與德國卡爾斯魯厄理工學院合作，采用液相外延生長法成功將手性納米團簇分子（手性鈦氧團和稀土配合物）負載到MOF（HKUST-1）薄膜的孔道中，成功得到整體呈現出客體分子的功能（光致發光）或者主客體復合功能（尺寸選擇性手性識別）的團簇負載型MOF薄膜材料。

相關研究成果發表于ACS Nano。

4、復雜體系玻璃動態行為的實空間直接觀測取得進展

玻璃態作為一種有意思的材料形態，它的行為一直是材料科學領域的研究重點，其中對于復雜體系玻璃態即多種量子態共存的玻璃態研究具有重要的意義。近期中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心與斯坦福大學等機構合作，以過渡金屬錳氧化物薄膜為特征對象，利用近場微波阻抗顯微鏡，通過溫度、磁場、弛豫時間的變化獲得了玻璃態及其行為的變化規律。該研究首次對玻璃態行為進行了直接觀測，對玻璃態的研究提供了一種新的方法。.

相關研究工作發表于Physical Review Letters。

5、上海微系統所實現AB堆垛雙層石墨烯的快速生長

AB堆垛雙層石墨烯（ABBG）在邏輯器件及光電子器件等方向的應用具有重要價值，但如何快速生長大晶疇ABBG仍然是一個亟待解決的技術難題。近期，中國科學院上海微系統與信息技術研究所通過引入銅蒸汽提高Cu-Ni合金襯底活性碳原子濃度，成功制備出具有嚴格取向關系的大晶疇ABBG，該研究實現了ABBG的快速生長，為大規模制備ABBG提供了技術幫助。

相關研究成果發表于small。

6、大連化物所高分散金屬催化劑研究取得新進展

金屬催化劑的研發一直是科學界的熱門課題，尤其是鉑族金屬在CO氧化領域的催化研究。但鉑族金屬表面較強的CO吸附嚴重阻礙了O2的吸附與活化，導致其CO氧化工作溫度通常在100℃以上。

近期，中科院大連化物所首次制備出TiO2負載的亞納米Rh催化劑并發現該催化劑能夠在-50℃實現CO的完全氧化，首次實現了鉑族金屬在超低溫下CO的催化氧化。該研究不僅有助于人們重新認識鉑族金屬催化劑上CO氧化行為，而且為高活性貴金屬催化劑的研制與應用提供了新思路。

相關研究成果發表于Angewandte Chemie International Edition。

7、福建物構所熒光溫度探針材料研究獲進展

近期，中科院福建物構所功能納米結構設計與組裝重點實驗室研究員王元生領導的稀土光功能材料研發團隊根據稀土Tb3+、Pr3+與具有D0電子構型過渡金屬離子形成電荷遷移帶（IVCT）的特性，在具有兩種金屬-金屬IVCT的熒光材料中，利用不同IVCT位型曲線偏差導致的熒光熱猝滅差異進行測溫。基于該策略，設計合成了系列Tb3+/Pr3+共摻的熒光溫敏材料，如NaLu(MoO4)2、LaVO4、La2Ti3O9等。

相關成果已在線發表于Advanced Functional Materials。

8、大連化物所鋅溴液流電池關鍵材料研究獲進展

鋅溴液流電池具有高理論能量密度、電解液成本低的優勢，在大規模儲能領域具有較好的應用前景。但其Br2/Br-反應活性較低，材料成本高，嚴重制約了其發展。

近日，中科院大連化物所儲能技術研究部研究員張華民等領導的研究團隊通過結構設計開發出高度有序的介孔碳正極材料，并將其應用于鋅溴液流電池。該電極材料所具有更多的活性位點提高了Br2/Br-反應動力學速率；同時高度有序的孔結構可以有效地降低溴的擴散阻力，該電池能量效率超過80%，突破了低功率密度的制約瓶頸。

相關研究成果發表于Nano Energy。

9、福建物構所鹵化鉛雜化半導體材料研究獲進展

鹵化鉛鈣鈦礦無機-有機雜化材料作為新型光伏材料在光電子器件、太陽能電池、催化、離子交換和快離子導體等方面具有重要應用價值。

中科院福建物構所結構化學國家重點實驗室研究員郭國聰和徐剛領導的攻關團隊制備了2例結構非常罕見的具有三維無機開放骨架結構的鹵化鉛雜化化合物。研究發現黃/橙光發射的鹵化鉛無機框架可以和藍光發射的有機組分協同作用，實現發光調制。利用這一原理，該攻關團隊獲得了顯色指數CRI值高達96的白光發射，突破了目前單組份白光發射材料CRI小于90的壁壘。

相關研究工作發表在Chemical Science。

10、山西煤化所在光催化費托合成研究中取得進展

隨著石油資源的日益短缺，以及合成氣來源的多樣化，由費托合成過程制備液體燃料和化學品受到人們越來越多的重視。

中科院山西煤化所煤轉化國家重點實驗室研究員郭向云課題組采用石墨烯負載的具有蠕蟲狀結構的釕納米線為催化劑，在可見光照射、150℃下，釕的d電子吸收光能而躍遷到吸附態CO分子的空軌道，加速了CO的解離，實現了一氧化碳高效轉化和產物選擇性的控制。

相關工作成果發表于ACS Catalysis。

11、深圳先進院在腫瘤快速診斷研究中取得進展

針對惡性腫瘤的預防及檢測，當前采用的酶聯免疫法操作繁瑣、價格昂貴、耗時較長。因此，開發新的檢測方法具有重要應用價值。

近日，中科院王懷雨和喻學鋒課題組、香港大學朱劍豪團隊以金納米棒為基礎，加以一種含巰基的乳糖配體進行修飾，制備了一種新型生物探針，該探針具有高效性和高度的特異性，能夠準確地區分腫瘤患者和正常人的血清。與酶聯免疫法相比，此方法無需蛋白修飾，在保證了檢測效果的同時能簡化操作并降低檢測成本，可通過肉眼直接觀察和利用酶標儀進行批量檢測。

相關研究成果發表于ACS Applied Materials & Interfaces。

國內材料的科研進展一直保持著奮發前行的勁頭，隨著國家逐漸重視材料的發展，我們相信我國的材料產業總有一天會達到世界一流水平。

以上我們列舉的僅為過去一周內我國先進材料研究進展的代表。整理過程中難免存在疏忽，還望各位讀者諒解并誠摯歡迎大家提出意見/建議，或推薦最新的國內材料研究新聞線索給我們：
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本期周報由國內材料周報小組牛超楠和王金志撰寫。

材料牛編輯整理。