母校要闻

李风亭教授团队在环境功能材料研究方向取得突破

金属有机框架化合物(Metal-organic Frameworks,MOFs)源自对配位化学的研究,伴随着超分子化学和晶体工程的兴起在最近几十年快速发展,成为一个新兴的研究热点领域。异质结构复合MOFs材料(MOF-on-MOF)是目前备受关注的新型多功能纳米材料平台。现有的MOF-on-MOF研究受限于晶格匹配理论,主要依赖外延生长法(EGM)组装少数具有相似晶体结构的MOFs材料形成核-壳异质结构。因此,亟需发展新型通用化组装技术,突破传统理论限制,实现多结构多功能MOFs的普适组装。


近日,我校环境科学与工程学院李风亭教授团队与化学科学与工程学院李良春教授、日本京都大学Susumu Kitagawa教授合作首次提出了内部拓展生长方法(IEGM)并实现了不同结构MOFs晶体的自由组装,成功将多种具有不同孔道结构和化学功能的MOFs晶体进行模块化组装,分别得到了微/介孔多级结构体系、高比表面/荧光体系以及多元体系等异质结构MOF-on-MOF材料,并可根据目标需求对体系中MOFs组分比例以及尺寸进行双重调控。通过该方法制备的微/介孔多级结构MOFs复合材料极大地提升了原有单一组分MOF的吸附-催化活性,实现了对水中高毒性六价铬离子的高效吸附和催化还原。该工作为设计基于MOFs的异质结构功能材料提供全新的研究思路。环境科学与工程学院2013级博士生顾逸凡和青年教师吴一楠为论文共同第一作者。相关工作发表于化学领域国际期刊Angew.Chem. Int. Ed上。(原文见Angew.Chem. Int. Ed. 2017, DOI: 10.1002/anie.201709738。原文链接为:https://doi.org/10.1002/anie.201709738)。

近年来,李风亭教授团队在水处理化学品和环境功能多孔材料的设计制备与环境污染物净化开展了大量前沿工作。代表性工作包括:制备纳米多孔膜材料(Scientific Reports, 2017, 7: 13973.; ACS Applied Materials &Interfaces, 2017, 8: 2552.)、功能化MOFs材料并应用于水体重金属离子吸附去除(Small, 2014, 10: 2927.; Nanoscale, 2014, 6: 1105; The Journal of Physical Chemistry C, 2014, 118: 27382.)、有机污染物催化降解(ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2016, 4: 6744.)和水体抗生素检测(Biosensors and Bioelectronics, 2016, 86: 432)中。同时李风亭教授团队所制备的新型纳米树枝状聚合物在重金属去除和焦化废水污染物去除方面得到了实际应用(Corrosion Science, 2015, 94: 6.; Corrosion Science,2015, 90: 585.),相关成果已经获得中国授权专利8项、美国发明专利4项。上述研究工作获得国家自然科学基金面上项目、青年基金项目、科技部国际科技合作专项以及上海市政府间国际科技合作计划等项目支持。


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