张健、方伟慧：铝氧轮簇组装研究取得新进展

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核能在保证能源供应安全、调整能源结构等方面发挥着不可替代的战略作用，而核废料（如放射性碘污染物）的回收引起了全球性的关注。因此，明确放射性元素吸附位点，理解吸附作用机制具有重要的科学意义。

　　中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室张健和方伟慧研究员等人首次报道了一系列由铝氧轮簇组装的介孔材料，并系统研究了其碘吸附性能。在该工作中，研究人员将吡唑热合成方法引入到铝氧团簇的制备，利用吡唑类衍生物与羧酸配体得到了一系列Al8铝氧分子环型轮簇（AlOC-15-AlOC-25）。通过对外围有机配体类型的调节，可以实现宏观带隙和表面润湿性的调控。有趣的是通过结构调节剂的引入，铝氧分子环的堆积形式从纳米管转变为立方超分子纳米笼结构（AlOC-26-NC到AlOC-29-NC）。这类超分子纳米笼化合物同时具有介孔（21.19 ？）和微孔孔道（7.8 ？）。超分子纳米笼不仅可以宏量制备而且具有很好的热稳定性。碘蒸气吸附实验表明这类超分子纳米笼具有较好的碘吸附性能（50.3 wt %）。重要的是研究人员通过单晶X射线衍射明确了碘分子的吸附位点：碘分子在I…π（4.72 ？和3.81？）作用力下有序地排列在超分子纳米笼的微孔孔道中。每个超分子纳米笼被24个碘分子所占据，这与碘吸附实验中的数据以及热重分析数据吻合。该类碘吸附超分子纳米笼可以循环使用。材料AlOC-22（纳米管）和AlOC-26-NC（纳米笼）是一对同分异构体。它们有着相同的分子式却截然不同的碘吸附行为，这与它们的结构类型密切相关。
　　这项研究成功实现了铝氧轮簇的介孔超分子组装，并从分子层面清晰认识了碘吸附位点和机制，将促进超分子材料作为吸附剂在捕获和储存裂变产物气体中的应用。相关工作发表于Journal of the American Chemical Society（DOI：10.1021/jacs.0c11778），文章的第一作者是硕士研究生姚舒阳。
　　相关论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.0c11778


        文章来源：福建物构所
           文章来源：福建物构所
      张健，1978年10月生，博士、中国科学院福建物质结构研究所研究员、课题组长。2001年7月在厦门大学化学系本科毕业并获学士学位。2001年9月至2006年7月硕博连读于中国科学院福建物质结构研究所，获博士学位（导师：姚元根研究员）。2006年10月至2009年9月在美国加州州立大学长滩分校化学与生物化学系和Prof. Xianhui Bu开展手性与微孔材料方面的博士后研究工作。2009年9月回到福建物质结构研究所工作，任结构基础研究室研究员，课题组长。已在系列国际知名期刊上发表SCI论文110多篇。在 J. Am. Chem. Soc.（3篇）, Angew. Chem. Int. Ed. （9篇）, Chem. Mater. （2篇）, Chem.Commun. （6篇）等影响因子大于5.0的期刊上发表过第一作者和通讯作者论文20篇。两篇论文曾作为期刊封面分别在Angew. Chem. Int. Ed.和Chem.Commun.进行了报道。另有两篇论文被选为Angew. Chem. Int. Ed.的Hot paper. 参与了国家973计划项目，承担了国家自然科学基金面上项目，结构化学国家重点实验室团队攻关项目等多项研究课题。
       方伟慧，女，博士，研究员。2006年毕业于黑龙江科技大学，2009年获华侨大学硕士学位，2013获中国科学院大学博士学位，2016年晋升副研究员，主要从事金属氧基簇合物的结构设计与合成方面的科研工作，主持国家自然科学基金2项，福建省自然科学基金项目1项，并参与国家973计划等课题，已入选2017年度中科院青年创新促进会。2016.10-2017.10在英国剑桥大学Prof. Dominic S Wright小组进行访问研究。目前，以第一作者或通讯作者身份在J. Am. Chem. Soc., Chem. Soc. Rev., Chem. Mater.,Chem. Commun.等国际化学刊物上发表论文20多篇。