科学家创建了基于POM的手性框架具有增强的稳定性和催化活性
一组科学家通过混合无机多金属氧酸盐和有机环糊精分子创建了手性组装体。多金属氧酸盐是一类具有许多有用应用的纳米材料。但使用多金属氧酸盐作为构建模块来构建基于POM 的手性框架一直是研究人员面临的长期挑战。在这项研究中，团队制作了一个通过协调组装构建的 3D 框架。由此产生的框架具有交错的有机-无机杂化层。
该团队已于 12 月 18 日在《Polyoxometalates》杂志上发表了他们的研究成果。
多金属氧酸盐(POM)是一类具有特殊功能的纳米材料，包括高负电荷、显着的氧化还原能力和可用的有机接枝。这些有用的功能使 POM 引起了能源相关应用的极大兴趣。它们的潜在应用范围包括材料科学、催化、医学、环境保护和制氢。凭借其令人着迷的结构和化学多功能性，POM 成为许多科学领域公认的选择，从功能材料和催化到磁性和生物医学。当 POM 用作构建块来构建基于 POM 的开放框架时，它们具有许多优点。这些包括坚固性和固有孔隙率。它们还可以轻松回收。
金属有机框架(MOF)是一类由金属离子和有机桥配体构建的结晶多孔材料。它们是高度均匀的多孔结构，具有大的表面积。MOF 具有较大的比表面积和永久孔隙，已成为负载 POM 的出色候选者。当POM和MOF结合时，它们形成一种有机-无机杂化材料。
这些 POM 和 MOF 杂化材料引起了研究人员的极大兴趣，尤其是基于 POM 的手性框架。化学中的手性是指镜像。将分子描述为手性分子就是说其自身的镜像是不同的。过去，研究人员在使用 POM 创建基于 POM 的手性框架方面面临着挑战。因此，该团队将工作重点放在 POM 作为构建块来构建基于 POM 的手性功能化框架的应用上。手性 POM 化合物根据其手性来源，具有外在或内在手性。POM化合物的手性主要来自手性有机或有机金属部分。本质手性 POM 是由于对称性破缺而具有手性的 POM。
研究小组通过混合无机 POM 和有机环糊精分子，构建了基于手性 POM 的框架。浙江师范大学化学与材料科学学院教授詹彩红表示：“作为一个强大的手性框架，手性分离和手性催化已经得到了探索。” 环糊精是一组由淀粉或淀粉衍生物产生的环状低聚糖。由于其结构，它们是补充 MOF 结构和改善其理化性质的良好候选者。
该团队将带负电的阴离子{SiW 12 }与锰离子以反平行方式连接起来。这形成了具有显着空隙的独特的全无机层。然后他们将其与有机环糊精层结合起来，填充 POM-锰层中的空隙。两层交织形成有机-无机杂化物。他们用钠离子延伸各层以产生 3D 框架。
该团队利用热循环来探索他们所创建的复合框架的稳定性、手性分离、手性催化和质子传导性。“这种复合框架的鲁棒稳定性已通过热循环实验得到验证，”詹说
展望未来，该团队计划进一步推进这项工作。“我们将通过改变底物来进一步探索手性分离和手性催化，以证明手性框架具有潜在的应用，”詹说。
该研究团队包括来自中国金华浙江师范大学化学与材料科学学院的丁秀霞、袁云跃、张雅歌、蒋占国和詹彩红。
该研究得到国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江师范大学基金的资助。
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