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    发布时间:2017-04-06 09:33:45    点击:2312

亚纳米孔道中离子传输行为的新认知


    沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)是金属有机骨架材料(MOFs)的一类,由有机咪唑酯配体与过渡金属离子交联形成,含有有序的亚纳米孔道结构。MOFs具有较好的稳定性和较大的比表面积,已被广泛应用于气体选择性捕获、能源存储与转化、有机催化以及污染物降解等领域,但鲜有直接针对物质与ZIF亚纳米孔道的相互作用及物质在这些亚纳米同道中的传输行为等基本问题的研究。最近,陈洪渊教授研究团队夏兴华、王康课题组将ZIF-90材料原位组装在玻璃纳米管的尖端,构建了无裂痕亚纳米孔道体系,探索了该亚纳米通道中非对称质荷传输的特殊行为。研究发现,当溶液pH值为较强碱性时,由于咪唑环的去质子化作用,离子与ZIF孔道间会发生强烈的静电作用,使ZIF孔道两端形成差异化的离子迁移现象,在离子迁移电流上显现出明显的整流效应。即使在碱性高浓度的KCl溶液中,整流比高达500以上,这是高浓度盐溶液下能获得如此显著整流效应的首次报道。此外,该研究还用荧光和电化学方法观察到尺寸大于ZIF-90孔道(直径0.35 nm)的罗丹明B分子引起的整流反转等特性。此项研究促进了对离子穿过亚纳米孔道基本行为及调控因素的认识,有助于MOF作为纳米孔道结构的应用。
    我院14级硕士研究生姜泽宇为第一作者,王康副教授为通讯作者。此项研究得到了国家自然科学基金委和江苏省教育厅等部门在资金上的支持。相关结果于2017年3月28日在线发表于《德国应用化学》上。(Angew. Chem. Int. Ed. 2017, DOI:10.1002/anie.201701279)
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