张章静教授团队关于刚柔并济HOF构筑的研究论文发表在CCS Chemistry

刚柔并济氢键有机框架(HOFs)因其对重要化工气体的优异分离性能而引起广泛关注。前期研究中，张章静教授团队基于氰基联咔唑、D-π-A型四苯甲醛基咔唑等有机小分子，构筑了系列具有独特的骨架刚柔并济性质的HOFs材料。这种独特的结构特征使得HOFs在乙烷/乙烯（Nat. Chem. 2021, 13, 933-939）、乙炔/二氧化碳（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202207579）、丙烷/丙烯（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 37, 17033–17040）、甲醇/丙酮的分离（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202213959）等表现出优异分离性能，并发表相关综述文章(Acc. Chem. Res. 2022, 54, 3362−3376)。美国Rutgers大学李静院士在Matter 2022, 5, 2516的preview中高度评价了该团队框架材料合成的重要意义。但刚柔并济HOFs的可控构筑仍是一大挑战。

在近期的研究中，该团队首次提出粘层（sticked-layer）策略，用于构建一例新颖的刚柔并济HOF（HOF-FJU-8）。该HOF的单体为D-π-A型分子四苯氰基并吡咯（DP-4CN）。最小结构基元包含2个DP-4CN分子，其中一个通过C≡N∙∙∙H–C氢键二聚体自组装形成具有孔道的2D层；另一个沿孔道方向通过D-A π∙∙∙π作用粘接相邻的2D层，形成3D的微孔框架。粘层的D-A π∙∙∙π作用赋予HOF在(22)晶面刚性，C≡N∙∙∙H–C氢键的本征柔性赋予HOF在(10)晶面具有柔性。活化后，HOF-FJU-8a框架表现出明显的刚柔并济的孔结构特征。其刚柔并济的特性使得HOF框架表现出对C₂H₂和CO₂差异性的自适应性吸附和亲和力，从而实现乙炔和二氧化碳混合物的有效分离。该成果以题为“Sticked-layer Strategy to a Flexible-robust Hydrogen-bonded Organic Framework for Efficient C₂H₂/CO₂ Separation”发表于中国化学会旗舰期刊《CCS Chemistry》。

该论文得到国家自然科学基金和福建省自然科学基金等项目的资助，我校化学与材料学院2021级博士生袁振和2020级硕士生江响华为共同第一作者，项生昌教授、张章静教授为通讯作者。张章静教授，聚焦多功能框架材料探索与微观结构研究，开拓性开展基于CHO•••H、CN•••H、B→N等新键组装框架材料，突破性成果以通讯/共同通讯作者在Nature Chem., Sci. Adv., Chem, Acc. Chem. Res.(2篇), J. Am. Chem. Soc.(9篇), Angew. Chem. Int. Ed. (5篇), Adv. Mater.及CCS Chem. (2篇)等顶刊上发表。论文单篇最高引用673次，SCI总引用频次逾10500次，H指数55。近10年的ESI 1%高被引论文11篇。

原文链接：https://www.chinesechemsoc.org/doi/10.31635/ccschem.023.202302840