广东工业大学何军教授团队 JMCA：稳定自由基MOF材料

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具有开壳结构并带有一个或多个不成对电子的有机自由基材料在诸多领域中有广阔的应用前景。但该类材料不太稳定，主要因为：（1）不成对的电子容易重组以形成稳定的构型；（2）在一定条件下，自由基被外部物质通过电子转移或自旋交换迅速猝灭。因此，为了获得稳定的自由基材料，通过空间保护、电子结构调控和聚合状态控制来防止自由基淬灭等策略被证明比较有效。MOF材料是由金属离子/簇和有机配体通过配位自组装而成的多孔晶态材料。目前，已报导的自由基MOF材料，主要是通过紫外光照射或引入氧化还原剂在MOF中产生自由基，而且表现出稳定性差等问题。广东工业大学何军教授研究团队长期专注于MOF、COF材料的设计合成（最新成果请见Nat. Commun. 2022, 13, 6116, Coord. Chem. Rev. 2022, 450, 214235; Adv. Funct. Mater. 2022, 2112072；ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 1070; Chin. Chem. Lett. 2022, 33, 3227；ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 28, 31942；Mater. Res. Lett. 2022, 10, 496）。基于团队前期的研究基础，广东工业大学何军教授、钟礼匡博士等人通过系统的设计，采用热退火的方法，合成了系列高稳定自由基MOF材料，并表现出良好的光热转换效率。研究团队基于分子结构的设计出发，结合MOF材料的特性，设计合成出具有共轭核心、扭转分支的三连接羧酸配体（示意图1）。首先，共轭大芳环体系有利于自由基的生成和稳定；其次，扭曲的苯甲酸分支防止自由基因堆积而猝灭；第三，使用硬Ln(Ⅲ)离子和芳香羧酸有利于形成稳固MOF材料；第四，选用具有不同电子构型的金属离子Eu³⁺（[Xe]4f⁶，所有电子未配对）和Yb³⁺（[Xe]4f¹³，带有一个未配对电子）微调自由基生成过程。示意图1. 制备具有持久自由基的 MOF 的合成路线。图2.晶体结构图。

文献信息

Zhong, Y.-H.; Chung, L.-H.; Zhao, S.-Y.; Feng, Z.; Hu, J.; Li, N.; Liao, W.-M.; Wong, W.-Y.; Yu, L.; He, J., Design and facile synthesis of a photothermally active metal–organic framework bearing persistent radicals via post-synthetic thermal annealing. J. Mater. Chem. A (2022).

第一作者：钟苑辉

通讯作者：何军，钟礼匡

通讯单位：广东工业大学

作者简介

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何军博士，教授，博士生导师，广东工业大学轻工化工学院副院长，广东省杰出青年基金获得者，广东省百千万青年工程拔尖人才，珠江人才计划本土创新科研团队核心成员，首批广东省高等学校优秀青年教师，国家基金、省基金等通讯评审专家，广东省科技咨询专家。主要围绕含硫导电MOF、COF的设计合成及其在能源催化、传感、环保等领域的应用探索开展研究。迄今为止，已在Nat. Commun., JACS, Angew, Coord. Chem. Rev.,等刊物上发表SCI论文一百余篇。申请30余件发明专利，授权20件。先后主持国家自然科学基金、省自然科学基金重点项目等15项科研项目。Email：[e-mail]

原文链接

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ta/d2ta07042a

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