人物专访
2024年11月27日，Chemical Synthesis期刊编辑部成员以书面形式采访了CS期刊客座编辑扬州大学庞欢教授。
在采访中，庞教授介绍了团队通过表面活性剂辅助和水热合成等方法，精准调控微纳米配合物框架材料的形貌、尺寸和多孔性，从而显著提升其电化学性能。同时，他指出，配合物框架材料与金属氧化物复合后，在催化、离子迁移等方面展现出优异的稳定性、导电性和多孔性。庞教授团队通过紧跟前沿动态和克服挑战，成功发表多篇高影响力论文。未来，他们将重点关注异质纳米结构设计、多功能化材料开发以及AI辅助优化，推动能源技术的突破与跨学科合作应用。
访谈内容
庞教授，您和您的团队在电化学领域，特别是在配合物框架材料的研究方面取得了显著进展。能否请您分享一下，在设计微纳米化配合物框架材料时，您团队是如何通过合成方法精确调控材料的形貌、尺寸和多孔性等特性？这些调控措施对材料的电化学性能产生了哪些具体影响？
在设计微纳米化配合物框架材料时，我们团队采用了多种合成方法，包括表面活性剂辅助、水热合成等，以控制材料的形貌、尺寸、多孔性、导电性和稳定性（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 24, 16659–16669，Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202414650，Chem. Synth. 2023, 3, 1）。表面活性剂在合成过程中起到了关键作用。通过引入表面活性剂，可以有效地调节配合物的晶体结构，从而控制材料的形貌和尺寸。例如，利用表面活性剂进行超声剥离和水热合成等方法，可以制备出各种微纳米材料或复合物，这些材料具有良好的电化学性能。此外，水热合成是一种常用的合成方法，通过在高温高压的水热环境中进行化学反应，可以制备出具有特定结构和性能的微纳米材料。水热合成方法具有操作简单、反应条件温和等优点，适用于多种材料的合成。通过这些方法，我们团队成功地制备了多种微纳米化配合物框架材料，并在电化学领域取得了显著的应用成果。这些方法不仅提高了材料的性能，还为微纳米材料的合成提供了新的思路和方法。
从形貌调控来说，与传统的球形材料相比，具有更大比表面积的纳米棒或纳米片形貌的材料能够提供更多的活性表面，从而提高电荷传递效率。从尺寸调控来说，纳米材料的尺寸效应使其表面积/体积比增大，有助于增加电荷传递界面，提高电化学反应速率（Adv. Mater., 2022, 34, 2107836）。此外，纳米尺寸还可以调控材料的电子结构和禁带宽度等性质，从而影响电化学反应的热力学和动力学过程。从结构组成调控来说，通过合金化、掺杂或表面修饰等方式可以改善材料的导电性和电化学活性（Adv. Mater., 2021, 33, 2105163）。例如，在锂离子电池中，通过调控合金相的比例和结晶度，可以改变材料的导电性和电化学活性；掺杂和表面修饰可以引入额外的功能性官能团，提高电化学反应的选择性和活性。
您的团队研究表明，微纳米化的配合物框架材料与金属氧化物复合后，为何能够展现出独特的电化学性能？具体来说，这种复合结构如何在电化学能量存储与转化过程中展现更优异的稳定性、导电性和多孔性？
微纳米化配合物框架材料与金属氧化物复合之后，可以使复合物具有丰富的多孔性、良好稳定性与导电性，在电化学能量存储与转化中表现一些特殊的性能；而以配合物框架纳米晶体为模板煅烧制备的材料，往往是一些多孔金属氧化物、多孔碳材料、甚至还出现杂原子（氮、磷、硫）掺杂材料，具有优异电化学特性（Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202209350，Natl. Sci. Rev., 2020, 7, 305-314，Nano Lett., 2021, 21, 3016-3025）。
配合物框架材料与金属氧化物复合结构通过其高比表面积、优异的电催化性能、协同效应、结构多样性和成本效益等特点，在电化学能量存储与转化过程中展现出更优异的性能。
研究表明，配合物框架材料的微纳米化能够有效增强其催化性能，促进离子迁移并增强催化活性位点。能否请您分享一下，如何通过调控材料的尺寸、晶面取向以及表面缺陷等因素，来提升电化学反应中的催化活性和选择性？
配合物框架材料微纳米化可以产生小尺寸效应、晶面取向生长形成各向异性的配合物纳米晶体、表面缺陷或不饱和配位，这些结构特点使得材料在电化学反应过程中对客体选择性催化、催化活性位点增多、催化能力增强（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202415216）。
在过去五年中，您作为第一作者或通讯作者，在多本影响因子大于10的期刊上发表了多篇论文，这些成果对电化学与纳米材料研究领域产生了重要影响。能否请您分享，在发表这些高影响力论文的过程中，您是如何确保研究具有创新性和前瞻性的？在研究和写作过程中，团队是否遇到过特别的挑战？
紧跟研究领域的最新进展和热点问题，通过阅读纳米MOF领域相关的期刊论文、学术会议的发言和学术讨论，了解当前的前沿研究动态。这能够帮助我们团队确定一个有足够创新潜力和前瞻性的研究方向。
挑战：我们课题组的成员制备出了许多配合物框架材料，往往他们会苦于材料性能的好坏，在我看来，把材料的设计合成、生长机理琢磨通透已是不易，性能优化可以留给其他课题组。
随着您在电化学和纳米材料领域研究的深入，您如何看待未来研究的方向？特别是在能源转化和储存技术方面，您认为配合物框架材料的研究将带来哪些新的突破？在未来的研究中，是否有计划开展更多的跨学科合作，以推动更广泛的应用？
我个人觉得未来研究方向主要在于多功能化纳米材料的设计与合成，异质纳米结构材料的设计与制备，以及电化学研究的发展趋势等方面。此外，AI在电化学和纳米材料领域具有巨大的潜力和应用价值。AI在纳米材料领域的未来研究主要集中于材料搜索与发现、材料设计和优化、功能材料开发等方向。AI在电化学领域的未来研究主要集中于电化学数据分析、模型建立更新等方向。
通过设计配合物框架材料结构来优化性能，在结构明确性、功能多样性、环境友好性等多方面进行探索，更深层次分析作用机理以及构效关系，为新型电化学材料的开发、利用提供新途径。科学的研究，跨学科交叉合作是必不可少的。我们课题组也有计划开展了学科交叉合作，主要体现在纳米材料与生物医学，农学等方向的结合应用。
扬州大学庞欢教授课题组网站：
https://www.x-mol.com/groups/panghuan
特刊征稿
客座编辑：
Prof. Huan Pang
School of Chemistry and Chemical Engineering, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu, China.
Prof. Hanfeng Liang
School of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen, Fujian, China.
Prof. Min Han
College of Straits Flexible Electronics (Future Technology), Fujian Normal University, Fuzhou, Fujian, China.
特刊主题：
Energy Storage and Conversion Based on Metal-Organic Frameworks
投稿链接：
https://oaemesas.com/login?JournalId=cs&IssueId=cs240314
作者须知：
https://www.oaepublish.com/cs/author_instructions
稿件模板：
https://www.oaepublish.com/cs/manuscript_templates
扫描下方二维码或点击下方“阅读原文”查看特刊详情
点击阅读CS期刊各话题领域文章
期卷分享
Volume 4,
Issue 3
Volume 4,
Issue 2
Volume 4,
Issue 1
Volume 3,
Issue 4
Volume 3,
Issue 3
Volume 3,
Issue 2
Volume 3,
Issue 1
Volume 2,
Issue 4
关于期刊
Chemical Synthesis (CS, Online ISSN: 2769-5247) 是一本在线出版，严格同行评议，金色开放获取的国际学术期刊，旨在为所有化学领域研究人员提供展示和获取具有开创性的研究成果、深刻见解的评论和热点研究方向的学术交流平台。本刊由OAE Publishing Inc.主办，比利时那慕尔大学、武汉理工大学苏宝连院士担任主编，于2021年11月正式上线。截至目前，CS 编委团队共141人，期刊已出版158篇高质量文章，四卷四期文章正在陆续出版中。期刊文章范围横跨整个化学合成科学领域的研究成果，涵盖合成方法、理论计算或仪器方法在分子/纳米水平上获得的产品（材料）的性质研究、催化、能量转换和存储、生物医学、医药、环境保护和修复等。目前已被Scopus、CAS、 J-Gate、CNKI、Dimensions、Lens等数据库收录。所有文章均为开放获取出版，一经发布可立即阅读、下载、分享和引用！真诚欢迎您的投稿！
期刊主页：https://www.oaepublish.com/cs
投稿链接：https://oaemesas.com/login?JournalId=cs
所有文章：https://www.oaepublish.com/cs/articles
联系我们
扫码添加小编微信
邀您进期刊读者群
（备注：姓名-机构-研究方向）
