近期，我校環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（碳中和科學(xué)與技術(shù)學(xué)院）王傳義院士團(tuán)隊(duì)朱云慶老師在多金屬氧簇自組裝機(jī)理及CO2高值化利用領(lǐng)域取得研究成果，在化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Angewandte Chemie International Edition (IF: 16.6)上發(fā)表高水平論文。

【成果】基于多金屬氧簇的亞納米基元組裝

以亞納米尺度多面體為組裝基元，通過組裝可以獲得新穎且獨(dú)特的超結(jié)構(gòu)，其中最關(guān)鍵的問題是如何構(gòu)筑亞納米多面體。多金屬氧簇本身可以被視為一類亞納米多面體，已有的研究表明高對稱性多金屬氧簇趨向于各向同性自組裝，最終形成了球形黑莓結(jié)構(gòu)。如何拓展基于亞納米多金屬氧簇的組裝結(jié)構(gòu)的多樣性，仍然是非常具有挑戰(zhàn)性的難題。

近日，我校環(huán)境學(xué)院朱云慶老師與中科院寧波材料所何佩雷研究員、東北師范大學(xué)陳維超副教授等合作，以鈦取代的Keggin型多金屬氧簇為研究對象，通過非整比離子交換策略，調(diào)控了配體在多金屬氧簇表面的空間分布，構(gòu)建了具有菱形十二面體結(jié)構(gòu)的亞納米組裝基元，進(jìn)一步在雙溶劑體系誘導(dǎo)其組裝，最終構(gòu)筑了微米級(jí)的菱形十二面體超結(jié)構(gòu)。該成果發(fā)表于化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊Angewandte Chemie International Edition ，王田博士作為第一作者，朱云慶老師作為通訊作者。

【成果簡介】

首先，對鈦取代多金屬氧簇與四正丁基溴化銨進(jìn)行了整比與非整比的離子交換。分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算表明，整比離子交換后，得到的是無序結(jié)構(gòu)的亞納米基元；而非整比離子交換后，可以獲得含溴離子的菱形十二面體亞納米基元。對于這兩種組裝基元，進(jìn)一步通過雙溶劑體系誘導(dǎo)組裝后，分別得到了微米級(jí)的球形或菱形十二面體組裝體。通過非整比離子交換及組裝，實(shí)現(xiàn)了溴離子的引入，增強(qiáng)了路易斯酸堿性以及對二氧化碳的吸附。這使得該組裝體有望在無助催化劑的情況下催化二氧化碳與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應(yīng)。

最終，在無助催化劑的情況下，該微米尺度的菱形十二面體超結(jié)構(gòu)對二氧化碳環(huán)加成表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能，以及良好的循環(huán)穩(wěn)定性。該工作通過調(diào)控表面配體的空間分布，實(shí)現(xiàn)了對組裝基元結(jié)構(gòu)與對稱性的調(diào)控，為具有新穎性能的超結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑提供了一種新策略。

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202314045

DOI: 10.1002/anie.202314045

新聞小貼士：

朱云慶，博士，副教授，博導(dǎo)。研究方向水污染控制工程和光/電催化技術(shù)與過程研究，主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、浙江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等國家級(jí)和省部級(jí)項(xiàng)目8項(xiàng)，企業(yè)委托研究項(xiàng)目8項(xiàng)。申請發(fā)明專利30余件，授權(quán)10余件，其中授權(quán)美國專利1件，已轉(zhuǎn)化專利技術(shù)6項(xiàng)。以第一作者或通訊作者在Angew. Chem.、Environ. Sci. Technol.、Appl. Catal. B: Environ.、J. Membr. Sci.、Chemosphere、Sci. Rep.等國內(nèi)外期刊發(fā)表SCI論文40余篇，研究成果成功應(yīng)用于中化集團(tuán)污鹽深度處理項(xiàng)目，博天環(huán)境集團(tuán)、維爾利環(huán)保集團(tuán)等的重點(diǎn)水處理工程項(xiàng)目。應(yīng)邀擔(dān)任Frontiers in Chemistry副主編、Chinese Chemical letters青年編委，并擔(dān)任Appl. Catal. B: Environ.、J. Hazard. Mater.、Chemical Engineering Journal、Applied Surface Science等十余個(gè)國際權(quán)威期刊審稿人。

（核稿：王念東 編輯：劉倩）