陕西师范大学考研，陕西师范大学考研分数线
配位化学不仅是无机化学的主流分支，而且与分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学、生物化学、材料化学等学科间的联系越来越紧密，已在学科间的相互融合与渗透中成为众多学科的交叉点和研究热点。陕西师范大学溶液化学与功能材料团队近期立足配位合成化学，在气体吸附分离、分子磁性、光/电催化及传感检测等领域取得了系列新进展（参见Angew. Chem. In. Ed. 2023, 10.1002/anie.202217839; Angew. Chem. In. Ed. 2023, 10.1002/anie.202218540; Small 2023, 10.1002/smll.202207044; Sci. China Mater. 2023, 10.1007/s40843-022-2388-0; ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 10.1021/acsami.2c19916; Inorg. Chem. Front. 2023, 10.1039/d2qi02020c；Chinese Chem. Lett. 2023, 34, 107296等）
进展一：基于沸石和MOFs间“过渡态”材料突破气体吸附容量和分离选择性的Trade-off效应（Angew. Chem. In. Ed.2023, 10.1002/anie.202217839）
团队提出了“MOF框架去连接器”策略，成功开发了介于沸石和传统MOFs之间的“过渡态”晶态材料，即簇-簇型MOFs，其中配体仅用于簇的形成，而不具有通常的簇间桥联作用。该策略结合了沸石和MOFs的优点，具备“一石二鸟”的效果，有望在增强MOF框架稳定性的同时，减小孔径尺寸，提高框架密度，从而制备出在体积存储容量和分离选择性之间实现良好平衡的理想气体吸附剂材料。团队通过一系列超微孔刚性MOFs（SNNU-98-M，M = Mn, Co, Ni, Zn）的设计合成证明了这一策略的可行性，SNNU-98-M材料与柔性MIL-88型结构具有相同的拓扑网络，但其直接由六连接的三棱柱簇形成，并无簇间桥联配体。尽管具有相同的拓扑结构，但这种新型的簇-簇型MOFs明显不同于传统的MIL-88型框架，去连接器过程得到罕见的刚性acs网络，μ3-TAZ中的高密度裸露N原子作为Lewis碱基位点和氢键受体，促进了SNNU-98-M骨架与气体分子的相互作用。
结果表明该策略实现了优异低压C2H2体积存储容量、超高C2H2/C2H4选择性以及环境条件下优异的C2H2/CO2和C2H2/C2H4分离。该性能优于目前报道的所有MOF材料，表明介于沸石和传统MOFs之间的“过渡态”晶态材料是一类理想的气体吸附剂材料。该研究成果以VIP文章近期发表在Angew. Chem. In. Ed.上。
进展二：强磁耦合稀土簇单分子磁体的新型构筑策略（Angew. Chem. In. Ed. 2023, 10.1002/anie.202218540）
单分子磁体是在分子水平上设计开发的一类具有磁双稳态的磁性分子，在高密度信息存储中有着诱人的应用前景。当前，此类材料的磁体性质只有在低温下表现出来，严重制约了其应用发展。鉴于重稀土化合物具有极大的磁矩和磁各向异性，稀土单分子磁体被认为是最有希望实现磁体性能突破的关键分子磁性材料。其中，强耦合多核稀土单分子磁体表现出优秀的磁学性能，已发展为一个前沿研究热点。然而，此类体系多集中于双金属中心的稀土单分子磁体，而更多稀土金属中心的强磁耦合体系则非常罕见。
近日，张鹏副研究员及合作者，在自由基桥联稀土单分子磁体体系中引入过渡金属离子，通过过渡金属离子对自由基桥联配体的预组装作用，实现了对四个稀土金属中心进行强磁耦联的目的，这是目前含最多金属中心的强磁耦合稀土单分子磁体（1-Ln）。同时，由于过渡金属离子及多个自由基配体的引入，此体系呈现了良好的氧化还原活性，进一步通过化学还原方法对1-Ln的单电子还原产物（2-Ln）进行了分离提纯。光谱及磁学表征表明在2-Ln中两个桥联配体具有不同化合价，而这种混合价配体致使2-Ln具有更好的磁体性质。这为强磁耦合稀土簇单分子磁体的设计提供了一种独到的构筑策略。该研究成果以VIP文章近期发表在Angew. Chem. In. Ed.上。
进展三：基于激发态分子内质子转移（ESIPT）机制和孔分区（PSP）策略耦合实现MOF材料对有机溶剂中痕量水的高性能荧光传感检测（ACS Appl. Mater. Interfaces. 2023, 10.1021/acsami.2c19916）
简单、快速、灵敏地检测有机溶剂中的痕量水在化学工业中至关重要。团队首次将独特的激发态分子内质子转移（ESIPT）机制与有效的MOF孔分区策略相结合，构建了具有优异水稳定性的MOF荧光探针（SNNU-301）。典型的ESIPT配体2,5-二羟基对苯二甲酸（DHBDC）通过烯醇酮互变异构实现了ESIPT过程，具有光响应的三角形三（4-吡啶基）-胺（TPA）实现了孔分区，二者耦合赋予了SNNU-301优异的荧光检测能力。在九种常见有机溶剂中对水表现出优异的检测性能，表现出宽的线性范围、低的检测限和超快的荧光响应。通过理论计算对ESIPT过程进行了深入探讨，并对比实验和GCMC模拟证明了ESIPT过程和TPA的协同作用提高了SNNU-301的荧光检测性能。该工作不仅为测定有机溶剂中的水提供了一种具有快速检测速度、高灵敏度、优异通用性和可视化的候选材料，而且为高性能荧光探针的设计开发提供了一定的指导。该研究成果近期发表在ACS Appl. Mater. Interfaces上。
进展四：基于MOF材料实现高效电催化全解水及光/电催化CO2转化
氢能是一种非常重要的新能源，其热值高产物清洁无污染。利用电解水技术来制取氢气具有十分广阔的应用前景，但目前电解水制氢的催化剂主要为贵金属催化剂，其价值昂贵不利于大规模的工业生产，因此需要实现贵金属的充分利用以降低成本。团队成功开发了一种高效的原位锚定和同步还原的策略，将单分散的贵金属负载在NiFe-LDH上，实现了高效的全解水性能。Pt@LDH-4h表现出了优异的HER，OER以及全解水性能，优于商业Pt/C和RuO2催化剂材料以及目前报道的LDH基催化剂。该工作为合理设计单分散贵金属催化剂提供了方法。同时该方法在更换不同的MOF前驱体和贵金属时同样可行，表现出了方法学的普适性。（Small.2023, 10.1002/smll.202207044）
除了使用低碳或非碳清洁能源取代化石燃料来减少二氧化碳排放外，二氧化碳捕获和转换是降低大气中二氧化碳浓度的有效策略。设计具有高选择性和高成本效益的材料，并将二氧化碳转化为高附加价值的化学产品至关重要。团队成功合成了系列基于三核铟簇的金属有机框架，用于高效的CO2捕获和电催化CO2转化为C1产物。通过金属和配体的替换，成功合成混合金属InCo-ABDBC-HIN，其不仅具有较高的CO2捕获性能，而且在有机电解液中体现出优异的催化活性(在-2.2 V vs. Ag/Ag+下，FEC1最高为81.5%)。这项工作为二氧化碳吸附剂和电催化剂的精确结构设计提供了新的思路。（Inorg. Chem. Front.2023, 10.1039/d2qi02020c）
设计钛基金属有机框架催化剂实现高效光催化CO2还原具有重要意义但仍极具挑战。团队发展了一种新的一步原位水蚀刻方法制备超细Pd纳米颗粒/多级孔Ti-MOFs高效光催化剂，其中水刻蚀在形成多级孔结构的同时也为Pd的锚定提供了丰富位点，进而在光还原的作用下一步实现Pd纳米颗粒在MOFs表面和内部的负载。得益于多级孔结构和超细Pd颗粒负载，Pd/hMUV-10在350°C光照下的CO产率高达65.9 mmol g-1 h-1，比目前最先进的MOF基催化剂高出约两个数量级。在200°C相对温和的条件下，CO的产率也达到3.36 mmol g-1 h-1。理论计算表明，Pd负载可增强对CO2的吸附和降低CO2还原能垒，从而实现高效光热CO2还原。（Sci. China Mater.2023, 10.1007/s40843-022-2388-0）
（来源：陕西师范大学 版权属原作者 谨致谢意）
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