专家介绍:
一直从事与表界面化学相关的研究,近十年来的研究工作重点主要集中在金属有机骨架(MOF)材料的控制合成、功能化和(传感)器件化方面。目前以第一作者或者通讯作者在国际权威杂志发表文章40余篇,包括Nat. Chem.(1篇), J. Am. Chem. Soc.(1篇),Angew. Chem. Int. Ed.(1篇),Adv. Mater.(5篇,含一篇共同一作)。在MOF单晶和薄膜的控制合成方面积累了丰富的经验,主要包括:
1)MOF单晶控制合成方面:通过研究MOF材料的合成方法,实现了具有可调尺寸和形貌的单分散MOF-5单晶(ChemistrySelect, 2016, 1, 1763;Inorg. Chem. Commun., 2018, 93, 56;Inorg. Chem. Commun., 2018, 97, 30)和具有可调控尺寸和配体缺陷的单分散UiO-66 (亚)微米级单晶(ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 15079;Inorg. Chem. Commun., 2017, 82, 68)的制备,首次实现单分散MOF单晶到三维的光子晶体结构的组装(Chem. Asian J. 2013, 8, 69);通过原位转化法实现了从ZnO微球到ZnO@ ZIF-8核-壳单晶的合成(Eur. J. Inorg. Chem. 2016, 2016, 3553)和从MOF-5单晶到ZIF-8空心微球的合成(ChemistrySelect 2016, 1, 1763);在优化单晶合成的基础上,成功地实现了对多种纳米微粒在ZIF-8单晶内分散性和空间分布的控制(Nat. Chem. 2012, 4, 310)和Pt等纳米微粒在UiO-66单晶中的包覆(Adv. Mater. 2014, 26, 4056),首次从实验上阐述了通过集成纳米微粒的催化性质和MOF的分子筛选功能来发展具有分子尺寸选择性和特定选择性性能的新型复合催化材料的途径。
2)MOF薄膜和器件化方面:基于传统的溶液原位生长法,发展了一种室温制备具有可控厚度的ZIF-8 膜层的技术(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7832),并利用MOF材料在吸附气相客体分子时其表观折光指数发生变化这一原理,首次提出以材料折光指数作为信号传递基础来发展MOF化学传感器的策略;首次分别采用了半导体行业的传统光刻技术和物理溅射技术实现了MOF材料膜层的图案化和一维光子晶体结构的构筑(Adv. Mater. 2012, 24, 3970);结合二氧化硅微球自组装和逐层沉积技术实现了MOF材料与三维光子晶体的集成(Adv. Mater. 2011, 23, 4449);在以上基础上,发展了基于MOF的薄膜干涉器件、一维光子晶体、三维光子晶体的气体和蒸气化学传感器;通过采用超临界二氧化碳干燥技术或聚合物改性方法来解决MOF膜层制备过程中所产生的裂缝和针孔缺陷问题,实现了UiO-66膜层在电化学应用中的分子选择性(Chem. Asian J. 2016, 11, 207);通过气相原位转化法实现了50纳米ZnO膜层到ZIF-8膜层的完全转化。
3)MOF电化学合成方面:发展了基于氧还原反应的电化学方法,成功合成了纯相ZIF-8、ZIF-67、ZIF-71等咪唑基MOF和HKUST-1、MOF-14、Cu-CAT等Cu(II)系MOF,并实现对膜层厚度和表面形貌在亚微米尺度上的控制(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 8, 69;Cryst. Growth Des. 2020, 20, 3997;CrystEngComm, 2021, 23, 1828)。