近日,化学领域国际顶级期刊Journal of the American Chemical Society发表了西北师范大学化学化工学院林奇、史兵兵团队在新型超分子大环芳烃的合成及自组装晶态多孔材料领域取得创新性研究成果。
团队设计合成了一种新型超分子大环芳烃:卡环芳烃(Clamparene,简称CLP)(图1),并制备了基于卡环芳烃的晶态多孔材料CLPα。通过N2气体吸附−脱附实验,确定了CLPα晶态材料的稳定性和多孔性。考虑到CLP较大尺寸空腔和晶态固体CLPα的多孔性,团队研究了CLPα晶态材料对苯系污染物BTX(苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯)的吸附性能。研究表明,CLPα晶态材料对苯系污染表现出了良好的吸附性能,具有吸附速率快、负载量高以及可循环利用性能好的特点(图2)。团队进一步利用X-射线单晶衍射实验证实了CLPα晶态材料对苯系污染物(BTX)的吸附机理,实验表明,BTX分子通过C-H···π相互作用被吸附于CLP自组装形成的亚纳米管结构中,其中三个BTX分子通过C-H···π相互作用被封装在一个CLP分子空腔之中(图3)。
这类晶态多孔材料在环境污染物吸附、化工原料的精准吸附与分离等领域具有良好的应用前景。该研究工作不仅丰富了超分子化学以大环主体为核心的研究内容,还为基于大环芳烃的晶态多孔材料的制备提供了新的研究思路。
图1
图2
图3
化学化工学院史兵兵为论文的第一作者及通讯作者,林奇为论文通讯作者,二年级硕士研究生蒋竞雄同学为论文第二作者。西北师范大学为论文唯一署名单位及唯一通讯单位。该工作得到国家自然科学基金项目(22001214;21662031;21661028、22061039)、甘肃省杰出青年科学基金(22JR5RA131)、甘肃省陇原创新创业人才项目、西北师范大学重大项目培养计划、甘肃省拔尖领军人才项目、甘肃省重点研发项目(21YF5GA066)、甘肃省高校产业支持计划项目(2022CYZC-18)的支持。
史兵兵:西北师范大学化学化工学院高层次(第一层次)引进人才,硕士研究生导师,化学化工学院副院长,甘肃省飞天学者,甘肃省杰出青年基金获得者,陇原创新创业人才,甘肃省化学会第十九届理事会秘书处副秘书长,民盟甘肃省第十五届委员会青年工作委员会委员,兰州市青年联合会第十三届常务委员,甘肃省青年联合会第十一届委员,中国化学快报 Chin. Chem. Lett.杂志第四届青年编委。1989年出生于甘肃省天水市。2011年6月获兰州大学化学学士学位。2018年6月获浙江大学化学博士学位,导师为黄飞鹤教授(长江学者)。博士毕业后先后在美国犹他大学化学系(2018–2019,合作导师为Peter J. Stang院士)和香港科技大学化学系(2019–2020,合作导师为唐本忠院士)从事博士后研究。目前主要从事超分子化学方面的研究工作。至今已在国际著名核心化学期刊上发表超分子化学及材料化学相关SCI论文100余篇,其中一作及通讯作者论文40余篇(包括5篇J. Am. Chem. Soc.,2 篇Angew. Chem. Int. Ed.等)。到目前为止发表的论文已被引用超过4000次,h-index为40。至今已授权中国专利5项。
林奇:西北师范大学教授,博士生导师,1998年-2005年就读于西北师范大学,2002年获学士学位,2004年在中科院北京化学所学习,2005年获有机化学专业理学硕士学位,同年留校工作。2009年获高分子化学与物理专业理学博士学位。2018年入选甘肃省飞天青年学者,甘肃省领军人才(第二层次);2022年入选甘肃省拔尖领军人才。担任Chinese Chemical Letters编委、国家自然金通讯评审专家。以第一或通讯作者在Chemical Science, Macromolecules, Chemical Communications等期刊发表SCI论文一百余篇。以第一完成人获得授权国家发明专利三十余项。2014年入选西北师大首批“教学科研之星”;2016年选为“我最喜爱的教师”,2017入选年英国皇家化学会“TOP 1%”高被引中国作者榜单。曾荣获甘肃省李政道奖学金(2004年);甘肃省自然科学三等奖(2005年),甘肃省技术发明奖二等奖(2012年);兰州市科技进步奖一等奖(2012);甘肃省高校科技进步一等奖(2014);甘肃省高校青年教师成才奖(2015年);教育部霍英东青年教师奖(2015年);甘肃省自然科学二等奖(2020年)。指导的研究生连续有十余人获得研究生国家奖学金。
来源 | 化学化工学院
编辑 | 子涵 李培杰
























