天津科技大学轻工科学与工程学院在金属有机骨架的精准工程化构建领域取得重要进展

近日，天津科技大学轻工科学与工程学院司传领教授团队及其合作者，针对质子传导型金属有机骨架材料的制备、功能化及其应用进行了详细研究，相关工作以题为“Precision-Engineered Construction of Proton-Conducting Metal-Organic Frameworks”在材料领域权威期刊《Nano-Micro Letters》上发表。轻工科学与工程学院青年教师朱礼玉为论文第一作者，徐婷和司传领教授为该论文共同通讯作者，天津科技大学为第一单位和通讯作者单位。《Nano-Micro Letters》为材料科学领域最具影响力的期刊之一，致力于发表纳米/微米科学与技术研究的原创和极具突破性科研成果。

在新能源技术的迭代更新中，能够储存能量载体或促进离子传导来实现高效的能量储存/转换的多孔材料得到了广泛研究。与传统无机多孔材料相比，金属有机骨架（MOF）材料具有结构丰富、孔道大小和维度可调、孔道内部可修饰等优点，因而被大量应用于气体吸附与分离、储能、催化和药物传输等领域。特别是在质子传导方面，可通过对其金属位点或配体进行功能化修饰，改善孔道的酸性和亲疏水性，还可以利用其孔道特性植入多样的质子载体。更为重要的是，MOF明确的晶体结构为有效开展构效关系研究奠定了基础，从而为功能导向和可控合成MOF质子传导材料带来了可能。

图1. 质子传导型MOF的构建策略示意图

该研究工作首先全面研究了MOF材料的结构特征和物化性质。随后通过代表性的实例批判性地讨论了各种质子传导型MOF的构建策略（图1）。此外，基于对MOF材料的深刻理解，该研究工作也分析并展望了质子传导型MOF现存挑战和未来发展方向，该研究成果的发表也是践行我校“先锋计划”的重要体现，特别是对MOF基质子导体的设计及其在能源相关应用的研究提供了崭新视角（图2）。

图2. 质子传导型MOF材料现存挑战和未来发展方向

近年来，轻工科学与工程学院司传领教授团队在造纸纤维原料及生物质功能材料高值利用领域持续开展研究，成果先后在Advanced Materials、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、Nano-Micro Letters、Energy Storage Materials、SusMat及Carbon Energy等权威期刊发表。

全文链接：

https://doi.org/10.1007/s40820-024-01558-3

编辑：田珺