国内材料周报半月刊：福建物构所金属-有机框架催化材料研究取得系列进展
发布时间：2024-08-13来源：
国内材料研究一周纵览第036期 “谁说材料别家强”旧的思想一直认为国外的材料研究一定比国内做的好，但随着近年来国内在科研方面的大投入，在科研方面我们做的也越来越出色。为了向各位材料人介绍国内科研机构 在材料领域的最新研究成果，我们特推出这一专栏，以此来告诉大家，故乡的月亮同样明朗。下面就跟小编一起去了解国内材料研究的最新动态，见证国内材料研究的飞跃发展吧！ 贵金属（铂、金、银等）广泛应用于催化领域，但是其资源和成本制约了贵金属在此方面的大规模推广应用，因此，寻求资源储量丰富、成本低的催化物质对于催化领域具有重要的意义。 近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所和北京理工大学合作，采用单层的胶体晶体为模板，结合磁控溅射和高温退火等工艺研制出构筑尺寸均一的石墨烯包覆铜纳米颗粒核壳结构的复合材料，该复合材料的催化效率是金纳米颗粒催化效率的14倍。 相关研究成果发表于Acta Materialia。 除了贵金属之外，高效环保型多相催化剂也是催化化学领域方面的研究热点。近期，中科院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室曹荣研究团队将憎水的全氟烷烃修饰在具有高比表面积的金属-有机框架化合物NU-1000的介孔孔道中，并采用等体积浸渍法将Pd纳米颗粒均匀地分散在其孔道中，所获得材料在水相中催化吲哚C-H活化反应活性比未修饰的金属-有机框架化合物材料更高。 相关研究成果发表于Journal of Catalysis。 纳米团簇和金属有机框架（MOF）材料作为当前材料研究的热点，二者的复合材料研究对于科研人员来说是一个挑战性的课题。近期，中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室与德国卡尔斯鲁厄理工学院合作，采用液相外延生长法成功将手性纳米团簇分子（手性钛氧团和稀土配合物）负载到MOF（HKUST-1）薄膜的孔道中，成功得到整体呈现出客体分子的功能（光致发光）或者主客体复合功能（尺寸选择性手性识别）的团簇负载型MOF薄膜材料。 相关研究成果发表于ACS Nano。 玻璃态作为一种有意思的材料形态，它的行为一直是材料科学领域的研究重点，其中对于复杂体系玻璃态即多种量子态共存的玻璃态研究具有重要的意义。近期中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心与斯坦福大学等机构合作，以过渡金属锰氧化物薄膜为特征对象，利用近场微波阻抗显微镜，通过温度、磁场、弛豫时间的变化获得了玻璃态及其行为的变化规律。该研究首次对玻璃态行为进行了直接观测，对玻璃态的研究提供了一种新的方法。. 相关研究工作发表于Physical Review Letters。 AB堆垛双层石墨烯（ABBG）在逻辑器件及光电子器件等方向的应用具有重要价值，但如何快速生长大晶畴ABBG仍然是一个亟待解决的技术难题。近期，中国科学院上海微系统与信息技术研究所通过引入铜蒸汽提高Cu-Ni合金衬底活性碳原子浓度，成功制备出具有严格取向关系的大晶畴ABBG，该研究实现了ABBG的快速生长，为大规模制备ABBG提供了技术帮助。 相关研究成果发表于small。 金属催化剂的研发一直是科学界的热门课题，尤其是铂族金属在CO氧化领域的催化研究。但铂族金属表面较强的CO吸附严重阻碍了O2的吸附与活化，导致其CO氧化工作温度通常在100℃以上。 近期，中科院大连化物所首次制备出TiO2负载的亚纳米Rh催化剂并发现该催化剂能够在-50℃实现CO的完全氧化，首次实现了铂族金属在超低温下CO的催化氧化。该研究不仅有助于人们重新认识铂族金属催化剂上CO氧化行为，而且为高活性贵金属催化剂的研制与应用提供了新思路。 相关研究成果发表于Angewandte Chemie International Edition。 近期，中科院福建物构所功能纳米结构设计与组装重点实验室研究员王元生领导的稀土光功能材料研发团队根据稀土Tb3+、Pr3+与具有D0电子构型过渡金属离子形成电荷迁移带（IVCT）的特性，在具有两种金属-金属IVCT的荧光材料中，利用不同IVCT位型曲线偏差导致的荧光热猝灭差异进行测温。基于该策略，设计合成了系列Tb3+/Pr3+共掺的荧光温敏材料，如NaLu(MoO4)2、LaVO4、La2Ti3O9等。 相关成果已在线发表于Advanced Functional Materials。 锌溴液流电池具有高理论能量密度、电解液成本低的优势，在大规模储能领域具有较好的应用前景。但其Br2/Br-反应活性较低，材料成本高，严重制约了其发展。 近日，中科院大连化物所储能技术研究部研究员张华民等领导的研究团队通过结构设计开发出高度有序的介孔碳正极材料，并将其应用于锌溴液流电池。该电极材料所具有更多的活性位点提高了Br2/Br-反应动力学速率；同时高度有序的孔结构可以有效地降低溴的扩散阻力，该电池能量效率超过80%，突破了低功率密度的制约瓶颈。 相关研究成果发表于Nano Energy。 卤化铅钙钛矿无机-有机杂化材料作为新型光伏材料在光电子器件、太阳能电池、催化、离子交换和快离子导体等方面具有重要应用价值。 中科院福建物构所结构化学国家重点实验室研究员郭国聪和徐刚领导的攻关团队制备了2例结构非常罕见的具有三维无机开放骨架结构的卤化铅杂化化合物。研究发现黄/橙光发射的卤化铅无机框架可以和蓝光发射的有机组分协同作用，实现发光调制。利用这一原理，该攻关团队获得了显色指数CRI值高达96的白光发射，突破了目前单组份白光发射材料CRI小于90的壁垒。 相关研究工作发表在Chemical Science。 随着石油资源的日益短缺，以及合成气来源的多样化，由费托合成过程制备液体燃料和化学品受到人们越来越多的重视。 中科院山西煤化所煤转化国家重点实验室研究员郭向云课题组采用石墨烯负载的具有蠕虫状结构的钌纳米线为催化剂，在可见光照射、150℃下，钌的d电子吸收光能而跃迁到吸附态CO分子的空轨道，加速了CO的解离，实现了一氧化碳高效转化和产物选择性的控制。 相关工作成果发表于ACS Catalysis。 针对恶性肿瘤的预防及检测，当前采用的酶联免疫法操作繁琐、价格昂贵、耗时较长。因此，开发新的检测方法具有重要应用价值。 近日，中科院王怀雨和喻学锋课题组、香港大学朱剑豪团队以金纳米棒为基础，加以一种含巯基的乳糖配体进行修饰，制备了一种新型生物探针，该探针具有高效性和高度的特异性，能够准确地区分肿瘤患者和正常人的血清。与酶联免疫法相比，此方法无需蛋白修饰，在保证了检测效果的同时能简化操作并降低检测成本，可通过肉眼直接观察和利用酶标仪进行批量检测。 相关研究成果发表于ACS Applied Materials & Interfaces。
日期：20160222-20160304
