清华大学Angew:二级结构导向π堆叠构筑HOF实现优异NH3吸附
纳米技术 纳米 2025-01-15

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利用超分子二级结构单元(SSBU,supramolecular secondary building units)开发多孔晶体材料是一项令人兴奋的突破,它扩展了网状化学的边界。但是,形成由非共价相互作用维持的多核团簇以组装氢键框架仍然是一个关键挑战。

有鉴于此,清华大学叶钢副教授等报道提出了一种新策略,通过调整共轭砌块的π堆叠体的几何形状稳定SSBU,促进形成具有特定结构的氢键框架,实现了符合气体分离苛刻要求的结构。

本文要点:

(1)

具体来说,使用具有芳香杂环羧基的π-π平行堆叠的[NH4+]8[COO-]8SSBU-4),促进了由铵阳离子桥接形成SSBU结构,因此组装具有永久孔隙的氢键框架材料,而且通过溶剂效应的影响得到结构多样的氢键框架。

(2)

相比的,非杂环分子砌块的几何结构或者能量上都不利于形成π堆叠,因此当去除客体分子后,脆弱的框架被损坏。值得注意的是,杂环共轭框架在孔通道内含有丰富的开放Brønsted酸性N-H位点,与目前见诸报道的多孔分子晶体相比,对含有多种工业气体的混合物表现出显著的NH3吸附容量,容量高达275.7 mL/g(273 K,100 kPa)。

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参考文献

Xiaojun Ding, Qiang Gao, Yi Su, Jing Chen, Gang Ye, Pi-Stacking Geometry Directed Supramolecular Secondary Building Units Shaping Hydrogen-Bonded Frameworks for Intensive NH3 Adsorption, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202500268

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202500268


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