含金属-有机框架化合物的新型多孔复合材料的研究

Metal-Organic Frameworks (MOFs), as the lower density porous materials, have high porosity, large surface area and good thermalstability, which makes the wide applications. Based on the previous works, the project will design and prepare serieses of selective gas adsorption, separation and catalysts of MOFs materials to meet the oriented-demand applications, and obtain the optimization method to obtain MOFs material by combining with the study of structure-activity relationship. According to the properties of MOFs and composite needs, the project will design the porous metallic carriers with different morphologies and pores, study the composites of MOFs and porous metal, focus on the exploration of composite efficiency and rules, study on the synergistic effect and composite performance, establish the characterizations and evaluation system of composite materials, and explore the applications of materials. The project will give some new technologies, new ideas and new theories for preparing the composite materials of MOFs and porous metal with adsorption, separation, and catalyst to the atmospheric pollutant molecules. The project can also accelerate MOFs material further practical applications, and has important scientific significance and practical values.

金属-有机框架化合物（MOFs）作为一种超低密度多孔材料，具有孔隙率高、比表面积大和热稳定性好的特点，这使其应用前景十分广阔。本项目在前期研究的基础上，以功能应用需求为导向，设计合成出系列具有选择性气体吸附分离和催化性能的MOFs材料，结合理论模拟研究，获得MOFs材料构效关系的优化方法；根据MOFs的特点和复合需要，设计不同形貌和孔结构的多孔金属载体，系统地开展MOFs与多孔金属的复合化研究，重点探索复合效率及规律，深入开展协同效应和复合性能研究；建立复合材料的表征与评价体系，并探索其应用研究。通过本项目，有望获得制备MOFs与多孔金属复合材料的新技术、新思路和新理论，得到对大气污染物分子具有吸附、分离功能以及在有机催化等方面具广泛应用前景的新型复合材料，对加速MOFs材料进一步的实际应用有很好的推动作用，项目具有重要的科学意义和实用价值。

作为一类新的超低密度多孔材料，金属-有机框架化合物（MOFs）因其多样的空间结构和优异的功能而具有非常广阔的应用前景。在过去五年中，本项目紧紧围绕新型功能多孔MOFs及其复合材料的设计合成、结构表征及性能研究展开研究工作，借助不同的分析表征、测试方法，详细研究了不同结构的MOFs与其特定功能的构效关系，实现了MOFs 与不同功能材料（例如，金属纳米粒子、纺织纤维、杂多酸和多孔金属等）的有效复合，得到了一批可用于大气污染物分子吸附分离、有机合成催化以及分子识别传感等领域的新型功能MOFs及其复合材料。在该项目执行期间，先后共发表SCI收录学术论文105篇，包括Chem. Rev.、Coord. Chem. Rev.、Appl. Catal. B-Environ.、Angew. Chem. Int. Ed.、J. Mater. Chem. A、ACS Appl. Mater. Interfaces、Green Chem.和Chem. Commun.等，其中影响因子大于4.0的论文75篇，ESI 1%高被引论文5篇；申请中国发明专利10项，已授权6项；培养青年教师2人，其整体研究水平明显提升，能够为本学科的进一步发展注入新的活力。项目组围绕申请书中的科学问题进行了深入系统的研究，取得了系列研究成果，研究工作具有一定的系统性和创新性。项目按计划书完成了研究任务，并有一定的拓展。通过本项目的研究，获得了制备新型多孔MOFs及其复合材料的新思路和新方法，对本领域进一步的研究工作和应用探索可以提供有益的借鉴和指导。因此，该项目研究具有非常重要的科学意义和实用价值。