福建物構(gòu)所溫室氣體俘獲材料研究獲新進(jìn)展
面對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻的能源危機(jī)與環(huán)境惡化，探索應(yīng)用于能源氣體(氫氣、甲烷等)的存儲(chǔ)、溫室氣體(二氧化碳)的俘獲以及高效多相催化反應(yīng)的新多孔材料一直是化學(xué)與材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。近年來(lái)，微（介）孔金屬有機(jī)框架材料（MOFs）因其在氣體存儲(chǔ)/分離、催化等方面表現(xiàn)出優(yōu)異性能而備受關(guān)注，其中具有代表性的是一類具有無(wú)機(jī)分子篩拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的金屬咪唑框架材料（ZIFs），該類ZIF材料既能從結(jié)構(gòu)上模擬無(wú)機(jī)分子篩材料(Zeolites)的4－連接網(wǎng)絡(luò)特性，另外還具有非常高的比表面積和比一般MOF材料更高的化學(xué)和熱穩(wěn)定性（可達(dá)到500攝氏度）。
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金屬咪唑框架材料 |
中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張健研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組在科技部973計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下，巧妙地應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想，成功結(jié)合了Zeolites中的TO4單元和ZIFs中的M(imidazolate)4單元，組裝出了一類新型雜化分子篩材料（Hybrid ZIFs = HZIFs），這類HZIFs材料具有比ZIF材料更高的熱穩(wěn)定性（達(dá)到550攝氏度）。另外，HZIFs結(jié)構(gòu)中含有潛在的TO4催化作用位點(diǎn)，在選擇性催化氧化苯甲醇至苯甲醛和可見(jiàn)光催化降解甲基橙廢液等方面表現(xiàn)出良好的性能。
該研究為新一代無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化型分子篩材料的設(shè)計(jì)合成和應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供了策略和思路，研究結(jié)果發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed.（DOI: 10.1002/anie.201005917）。
另外，張健課題組通過(guò)模擬無(wú)機(jī)硅鋁分子篩（如Na2Al2Si3O10）的組分特征，設(shè)計(jì)合成了由堿土金屬離子（Na+）模板構(gòu)筑的混Zn/Cu金屬有機(jī)類分子篩框架材料（Chem. Commun. 2010, 46, 3182-3184）；還成功合成了由無(wú)機(jī)和有機(jī)雙重柔性基元構(gòu)筑的具有呼吸效應(yīng)的微孔金屬有機(jī)架材料，該材料對(duì)CO2氣體具有非常高的選擇性吸附性能（Chem. Commun. 2011, 47, 770-772）。
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