近日，我?；W(xué)院2018級(jí)碩士研究生黃忠亮以第一作者在國(guó)際權(quán)威期刊Journal of Materials Chemistry A (簡(jiǎn)稱(chēng)JMCA)上以封底論文(Back cover paper)發(fā)表題為“Confined Growth of MOF Nanocrystals by ‘Locked’ Metal Ion Source”的研究論文。這是化工學(xué)院詹國(guó)武教授課題組在限域空間合成金屬有機(jī)骨架催化劑領(lǐng)域的又一重要研究進(jìn)展。

    JMCA是英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)材料化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)具有高影響力的國(guó)際期刊，2020年影響因子為11.301。論文第一作者是化工學(xué)院2018級(jí)碩士研究生黃忠亮，唯一通訊作者是化工學(xué)院詹國(guó)武教授。

    金屬有機(jī)骨架（MOF）是由金屬離子/團(tuán)簇和多齒有機(jī)配體通過(guò)配位鍵連接組成。近年來(lái)，由于其可控的尺寸、形貌、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和多孔性，MOF材料已成為化學(xué)和材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在傳統(tǒng)無(wú)機(jī)、有機(jī)材料的空腔內(nèi)部限域生長(zhǎng)MOF不僅改善了MOF晶體的理化性質(zhì)，而且由于分子堆積、取向效應(yīng)和限域效應(yīng)在催化反應(yīng)中也顯示出優(yōu)異性能。然而，在限域空間內(nèi)可控生長(zhǎng)MOF晶體的條件比較苛刻。

    有鑒于此，該研究提出了一種“鎖定”金屬離子源的策略實(shí)現(xiàn)了MOF晶體在限域空間的可控生長(zhǎng)：即以Cu2O作為Cu離子源, 在含有均苯三甲酸(H3BTC)的有機(jī)配體溶液中僅通過(guò)配體分子從溶液擴(kuò)散到介孔SiO2空腔內(nèi)與Cu2O釋放的Cu2+（來(lái)自Cu+氧化）自組裝形成了Cu-BTC。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，Cu2O@SiO2可以作為限域合成MOF晶體的納米反應(yīng)器。此外，通過(guò)調(diào)控H3BTC的濃度和SiO2殼層的厚度，進(jìn)而調(diào)控限域空間內(nèi)MOF晶體的大小和形貌。在合成Cu-BTC@SiO2過(guò)程中，Cu2O還可以利用Cu+自身還原性將HAuCl4（或H2PtCl6，H2PdCl4）溶液中的金屬離子通過(guò)電置換成還原為貴金屬納米顆粒（MNP），實(shí)現(xiàn)介孔SiO2殼內(nèi)的MNP和MOF共存，制備具有高催化活性的集成催化劑。電置換反應(yīng)也極大促進(jìn)了MOF晶體的生長(zhǎng)反應(yīng)速率，進(jìn)而縮短制備時(shí)間。通過(guò)該方法合成的集成納米催化劑在氣相CO氧化和液相醇氧化反應(yīng)中均表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性。

    參與上述研究工作的學(xué)生還包括化工學(xué)院2017級(jí)碩士研究生范龍龍、2018級(jí)碩士研究生陳彬。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、福建省自然科學(xué)基金以及華僑大學(xué)研究生創(chuàng)新項(xiàng)目的資助。

    論文鏈接： https://doi.org/10.1039/D0TA08285F

（編輯：張為?。?/span>