郑兰荪院士研究团队最新科研进展发表在《美国化学会志》

发布日期:2013年10月24日   浏览次数:

最近我室郑兰荪院士研究团队报道了一种以金属氧化物纳米材料为模板而获得“半导体@MOFs”核壳纳米结构的通用方法,这种特殊纳米结构将金属氧化物半导体的光电响应性能与MOFs(金属有机框架,metal organic frameworks)的尺寸限域作用有机地结合起来,可应用为具有分子尺寸识别功能的光电响应传感器(J. Am. Chem. Soc.2013, 135(5), 1926-1933)。

众所周知,作为金属氧化物半导体的代表材料之一,ZnO在传感、光电、压电等方面都展现出极为优异的性能;而MOFs作为多孔晶态材料具有规则孔道以及高的孔隙率,在气体存储和分离以及催化等方面都有很好的潜在应用。该团队以ZnO纳米棒为模板,通过控制Zn2+的缓释及其与2-甲基咪唑的配位作用,形成核壳结构的ZnO@ZIF-8的纳米复合材料。该方法避免了传统合成方法中MOFs在模板之外成核的弊端。更有意义的是,他们首次将ZnO的光电响应和MOFs规则孔道对分子尺寸的选择性结合,并成功地应用于光电响应传感器,该器件对不同尺寸的空穴捕获剂分子呈现截然不同的响应效果(见下图)。上述研究表明,将MOFs这一新型晶态多孔材料与半导体等传统无机功能材料相结合,不仅可以拓展MOFs的应用范围,而且可以使得传统功能材料产生新的功能。

这项工作的第一作者展文文同学为郑兰荪院士的博士一年级研究生,在郑兰荪研究团队两位青年教师匡勤副教授和孔祥建副教授的共同指导下完成,研究工作得到国家自然科学基金、“973计划”、教育部新世纪人才计划的资助。

论文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja311085e?mi=vx3ktd&af=R&page