基于氮唑类配体金属-有机框架的结构调控及其对CO2选择性吸附和转化研究

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中文摘要
CO2与环氧化物或者氮丙啶类化合物发生环加成反应,既能有效利用CO2,又能生成高附加值的化学品,然而,此类反应需要在高效的催化剂作用下实现。近期的研究表明,具有独特孔结构和功能位点的金属有机框架(MOF)在催化此类反应中表现出显著的优势,与之相关的研究已成为无机化学和材料化学关注的前沿和热点。本项目以CO2选择性吸附和催化转化为导向,创新性地提出使用不同功能基团(-C(=O)-、-C(=O)NH-和-CH=N-)修饰的氮唑类配体构筑MOF。通过调配配体中的氮唑种类和功能基团,调控MOF的结构和孔壁活性位点,提升MOF对CO2的吸附和催化转化性能。进一步采用分子模拟手段,深入分析主-客体作用、揭示吸附和催化机理、阐明构-效关系,优化并获得系列对CO2具有优异选择性吸附和高效催化转化性能的稳定MOF材料。本项目的研究将为配合物的构筑及功能优化提供重要的设计思路和有益的借鉴。
英文摘要
The cycloaddition reactions between CO2 and epoxides or aziridines not only effectively utilize CO2 but also produce the high value-added chemicals, however, these reactions require the highly efficient catalysts. The recent studies indicate that metal-organic framework (MOF) containing unique porous structures and functional sites possesses dramatic advantages for catalyzing above CO2 conversion reactions, and the related investigations have become the frontier and hot topics in the fields of inorganic chemistry and material chemistry. Oriented by the selective adsorption and catalytic conversion towards CO2, this project innovatively employs azole ligands that are decorated by different specific functional groups (-C(=O)-, -C(=O)NH-, and -CH=N-) to construct MOF. Herein, the structures and active sites in MOF will be tuned by regulating the azole types and functional groups in ligands, as a result, enhancing the adsorption and catalytic conversion performance of MOF towards CO2. The molecular simulation calculation will also be adopted to analyze the host-guest interactions deeply, uncover the mechanisms of adsorption and catalysis, and clarify the structure-activity relationships. Then, through the further structural tuning and performance optimization, the stable MOF materials that possess excellent selective adsorption and high catalytic conversion efficiency towards CO2 will be obtained. This project will provide an important design strategy as well as a valuable reference for the construction and function optimization of complexes.
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Amide-Functionalized In-MOF for Effective Hydrocarbon Separation and CO2 Catalytic Fixation
用于有效碳氢化合物分离和 CO2 催化固定的酰胺官能化 In-MOF
DOI:10.1021/acs.inorgchem.1c03821
发表时间:2022
期刊:Inorganic Chemistry
影响因子:4.6
作者:Li-Na Ma;Lin Zhang;Wan-Fang Zhang;Zi-Han Wang;Lei Hou;Yao-Yu Wang
通讯作者:Yao-Yu Wang
A first new porous d-p HMOF material with multiple active sites for excellent CO2 capture and catalysis
第一种新型多孔 d-p HMOF 材料,具有多个活性位点,具有出色的 CO2 捕获和催化能力
DOI:10.1039/c9cc09664g
发表时间:2020-02-25
期刊:CHEMICAL COMMUNICATIONS
影响因子:4.9
作者:Liu, Jiao;Yang, Guo-Ping;Wang, Yao-Yu
通讯作者:Wang, Yao-Yu
DOI:10.1021/acs.cgd.2c00073
发表时间:2022-03
期刊:Crystal Growth & Design
影响因子:--
作者:Juanjuan Xue;Fan Yang;Jing Jin;Yan Li;Dan Wu;Guo‐Ping Yang;Yao-Yu Wang
通讯作者:Juanjuan Xue;Fan Yang;Jing Jin;Yan Li;Dan Wu;Guo‐Ping Yang;Yao-Yu Wang
DOI:10.1039/d2cc02639b
发表时间:2022-06-22
期刊:CHEMICAL COMMUNICATIONS
影响因子:4.9
作者:Jin, Jing;Xue, Juanjuan;Wang, Yaoyu
通讯作者:Wang, Yaoyu
DOI:10.1039/d3cc01566a
发表时间:2023-05
期刊:Chemical communications
影响因子:4.9
作者:Fan Yang;Juan-Juan Xue-Juan;Guangping Lei;Wenyan Zhang;Guo‐Ping Yang;Yao-Yu Wang
通讯作者:Fan Yang;Juan-Juan Xue-Juan;Guangping Lei;Wenyan Zhang;Guo‐Ping Yang;Yao-Yu Wang
贵金属离子配位导向的异金属有机框架催化剂制备及性能调控
- 批准号:22371225
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:王尧宇
- 依托单位:
含金属-有机框架化合物的新型多孔复合材料的研究
- 批准号:21531007
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:300.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:王尧宇
- 依托单位:
金属/有机骨架化合物与多孔金属复合材料的制备与性能
- 批准号:21371142
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:90.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:王尧宇
- 依托单位:
穿插和缠绕功能金属/有机杂化晶态材料的可控制备、性能及构效关系
- 批准号:91022004
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:王尧宇
- 依托单位:
穿插和缠绕的金属-有机骨架化合物定向合成与性质
- 批准号:20931005
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:170.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:王尧宇
- 依托单位:
多功能配体及其配位聚合物的构筑、性能和构效关系
- 批准号:20771090
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:王尧宇
- 依托单位:
新型共轭桥联配体及一维链混合价配合物的合成设计
- 批准号:20471048
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:王尧宇
- 依托单位:
国内基金
海外基金
