探索发现 · 学术讲座

通过固态核磁共振技术探索金属有机框架(MOFs)的研究图景

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主讲人简介

黄忆宁教授出生于中国北京,1982年和1985年分别获北京大学化学学士和硕士学位。1985年至1987年期间任北京大学化学学院讲师,1992年获加拿大McGill University化学博士学位。1992年至1995年期间于加拿大University of British Columbia从事博士后研究,师从国际知名分子筛和固体核磁大师Collin Fyfe。1995年至1997年期间在加拿大Laurentian University任教,1997年加入University of Western Ontario并任职至今。曾任化学系主任(2014-2022),是现任Canadian Journal of Chemistry主编。曾获Canada Research Chair、Premier's Research Excellence Award、 Ontario Distinguished Research Award等重要奖项,曾入选“海外高层次人才计划”。黄忆宁教授长期以来致力于以固体核磁共振谱学和振动谱学等技术研究各类多孔材料,包括分子筛、介孔材料和金属有机框架等,已在Acc.Chem., Res., JACS,Angew.Chem.Int.Ed. 等知名杂志上发表论文280余篇。

报告摘要

金属–有机框架(MOFs)构成了多孔晶体材料中规模最为庞大的一类。其结构可调性以及独特的物理化学性质,使其得以在气体储存与分离、传感、催化、水收集以及药物递送等广泛应用领域中发挥作用。固态核磁共振(SSNMR)波谱技术既是MOFs结构表征的关键手段,更是从分子层面提供深刻见解所不可或缺的工具,这些见解为MOFs化学及其功能化应用奠定了基础。

在本次报告中,我将介绍本实验室沿着两个互补方向开展的最新研究。首先,我们借助超高磁场和探头技术的进步,拓展了高分辨与宽线SSNMR在MOFs中极具挑战性的四极核研究方面的前沿边界。我将重点展示我们通过针对67Zn 和209Bi 的SSNMR研究,直接探测金属中心化学环境的努力;若时间允许,也会涉及91Zr 和 63/65Cu。其次,我们运用SSNMR来解答MOF化学中的一些根本性问题,包括:利用多核SSNMR方法对缺陷进行表征;通过 129Xe 和83Kr NMR波谱阐明MOFs中氙和氪的竞争吸附与分离机理;以及揭示环糊精基MOFs中二氧化碳的化学吸附机制。综上,这些研究示例体现了SSNMR在阐明MOFs结构–性能关系和主–客体化学方面的独特能力,从而可为基于MOF的材料的理性设计与优化提供指引。

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