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前沿院跨尺度多孔材料研究中心合作研究成果在《Nature Chemistry》上发表

日期 : 2019-05-13
摘要
前沿院跨尺度多孔材料研究中心团队与国外高校合作,在《Nature Chemistry》上发表了题为“Imaging defects and their evolution in a metal–organic framework at sub-unit-cell resolution”的论文。

2019年5月13日,前沿院跨尺度多孔材料研究中心团队与国外著名高校紧密合作,在《Nature Chemistry》(Nature子刊,最新影响因子: 26.20 )上发表了题为“Imaging defects and their evolution in a  l–organic  work at sub-unit-cell resolution”的研究论文,该中心研究人员为共同第一作者。

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图 Uio-66局部结构对比

UiO-66目前作为最广泛研究的MOF材料之一,具有独特的化学稳定性和催化活性,先前的研究表明,该优异性能主要得益于MOF材料中的缺陷结构。高分辨透射电子显微镜(HRTEM)具有原子分辨率,可以直接观测真实空间中的结构缺陷,然而MOF材料具有结构敏感性,大量电子束的轰击很容易破坏其特征结构,因此传统的HRTEM技术不适合研究MOF空间结构,同时有机配体的存在,对提高电镜照片的分辨率和对比度也提出了新的考验。

该研究采用最新的低剂量HRTEM技术,结合电子晶体学,在亚单胞尺度上观测到UiO-66结构中的缺陷类型、结构、分布以及其演变行为。研究发现,UiO-66结构中存在配体缺陷和金属簇缺陷两种类型,通过控制合成条件可以有效调节两者在结构中的浓度;催化测试表明,在Lewis酸催化反应中金属簇缺陷比配体缺陷更具有催化活性。

该项工作通过独特的技术手段,实现了对MOF结构中局部缺陷结构的高分辨成像,为电镜技术在MOF敏感材料表征领域提供了全新的思路,也对纳微米结构功能材料的构效关系提供了更直接的研究手段。

全文链接:https://www.nature.com/articles/s41557-019-0263-4

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罗璟 责任编辑 前沿交叉学科研究院