近期,我校化学与材料工程学院、云南省晶态多孔有机功能材料重点实验室刘建军教授团队围绕杂化材料的制备及其在光催化有机合成领域开展了系列研究,相关研究成果和评论发表在《Coordination Chemistry Reviews》《Journal of Catalysis》《Inorganic Chemistry Frontiers》《Molecules》《Chemistry-A European Journal》等重要国际期刊上,具体如下:
1. 新型光活性给-受体型杂化材料的研究。团队系统地总结了近年来利用多金属氧酸盐、金属卤化物和过渡金属离子构建萘二酰亚胺和苝二酰亚胺基晶体杂化材料的研究进展,及其在光致变色、光可控荧光/磷光、光催化有机转化、光热转化、抗菌等方面的应用,为今后这些材料的设计、制备和应用提供有益的指导。
该成果以“Naphthalenediimide- and perylenediimide-based donor-acceptor crystalline hybrid materials: structures and applications” 为题发表在《Coordination Chemistry Reviews》上。曲靖师范学院为第一完成单位,刘正芬博士为第一作者,刘建军教授和林梅金研究员为共同通讯作者。《Coordination Chemistry Reviews》是中科院SCI化学大类一区Top期刊,影响因子20.3。
2. 自由基掺杂的共价有机框架及其光致变色和光催化有机合成等功能研究。团队通过将具有光活性的苝酰亚胺加入到其骨架中,设计并制备了一种自由基掺杂的全共轭共价有机框架材料。结构表征不仅证实了其多孔稳定的骨架结构,而且揭示了苝酰亚胺与电子供体之间光诱导电子转移产生的自由基。完全共轭和自由基掺杂的特性使该材料能够有效地实现近红外光热转换。此外,该材料在光照下能高效生成超氧自由基阴离子,可促进吲哚的C-3硫氰化反应。该研究表明,在共价有机框架材料中引入光活性有机染料是实现光热转化和光催化有机合成的有效途径。
该成果以“Fully conjugated radical-doped COF for near-infrared photothermal conversion, C-3 thiocyanation of indoles and oxidative coupling of amines” 为题发表在《Journal of Catalysis》上。曲靖师范学院为第一完成单位,本科生李晓波为第一作者,刘建军教授和刘正芬博士为共同通讯作者。《Journal of Catalysis》是中科院SCI化学大类一区Top期刊,影响因子6.5。
3.含持久性自由基的杂化材料及其光可调的光热转换和光催化氧化等功能研究。团队通过将光活性萘二酰亚胺和多金属氧酸盐掺入其结构中,设计并制备了具有持久性自由基阴离子的杂化材料SiMo-NDI。结构表征显示SiMo-NDI不仅具有显著的光致变色性,而且具有较窄的带隙。由于这种杂化材料具有持久的自由基和强的近红外吸收特性,可以实现有效的近红外光热转换。它在光照下能高效生成超氧自由基阴离子,可促进芳基硼酸的光催化羟基化和吲哚的C-3硫氰化,具有收率高,可回收性好等特点。
该成果以“A persistent radical anion naphthalenediimide-based hybrid material for near-infrared photothermal conversion and photocatalytic oxidative organic transformations” 为题发表在《Inorganic Chemistry Frontiers》上。曲靖师范学院为第一完成单位,曲靖师范学院与云南民族大学联合培养的研究生代伟俊为第一作者,刘建军教授和成飞翔教授为共同通讯作者。《Inorganic Chemistry Frontiers》是中科院SCI化学大类一区,影响因子6.1。
4. 利用光能驱动不对称有机转化生产高附加值有机化合物的研究。团队总结了近年来手性共价有机框架材料及其复合材料的研究进展,从结构上评论了其在不对称光催化有机转化中的应用。同时讨论了手性共价有机框架材料在不对称光催化中的局限性和挑战,并展望了未来的研究方向。
该成果以“Recent Advances in the Utilization of Chiral Covalent Organic Frameworks for Asymmetric Photocatalysis” 为题发表在《Molecules》上。曲靖师范学院为第一完成单位,刘鹏博士为第一作者,刘建军教授和赵玉祥博士为共同通讯作者。《Molecules》是中科院SCI化学大类二区,影响因子4.2。
5.苝二酰亚胺杂化材料的结构设计和光催化性能调控研究。团队通过将多金属氧酸盐缓慢扩散到酸化的苝二酰亚胺溶液中,制备了四种自由基掺杂的苝二酰亚胺基杂化材料。所制得的苝二酰亚胺基杂化材料不仅具有明显的光致变色性,而且在环境条件下还具有活性有机自由基。此外,所有杂化材料都可以很容易地光还原成自由基阴离子,然后经过二次光激发形成高能激发态自由基阴离子,实验和理论计算表明,形成的高能自由基阴离子对胺的氧化偶联和烯烃的全氟烷基化反应具有催化活性,但是该催化活性表现出对多金属氧酸盐种类的依赖性。该研究所建立的结构-光催化活性关系为光催化和杂化材料领域提供了新的研究方向。
该成果以“Polyoxometalate-dependent Photocatalytic Activity of Radical-doped Perylenediimide-based Hybrid Materials” 为题发表在《Chemistry-A European Journal》上。曲靖师范学院为第一完成单位,曲靖师范学院与云南民族大学联合培养的研究生代伟俊为第一作者,刘建军教授和成飞翔教授为共同通讯作者。《Chemistry-A European Journal》是中科院SCI化学大类二区,影响因子3.9。
上述成果的发表,为学院高质量发展、一流学科建设、重点实验室培育、团队建设等提供了重要支撑,也为服务地方经济发展打下了良好的理论基础。
系列成果发表汇总:
[1] Coordination Chemistry Reviews, 2025, 526, 216350.
DOI: 10.1016/j.ccr.2024.216350.
[2] Journal of Catalysis, 2024, 437, 115640.
DOI: 10.1016/j.jcat.2024.115640.
[3] Inorganic Chemistry Frontiers, 2024, 11, 5185-5195.
DOI: 10.1039/d4qi00941j.
[4] Molecules 2024, 29, 5006.
DOI: 10.3390/molecules29215006.
[5] Chemistry-A European Journal, 2024, 30, e202303996.
DOI: 10.1002/chem.202303996.
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