构建分子基材料新方式——2025年诺贝尔化学奖浅谈

季者 蓝光旭 李江南 杨四海

引用本文: 季者, 蓝光旭, 李江南, 杨四海. 构建分子基材料新方式——2025年诺贝尔化学奖浅谈[J]. 大学化学, 2025, 40(12): 70-77. doi: 10.12461/PKU.DXHX202511097 shu
Citation:  Zhe Ji,  Guangxu Lan,  Jiangnan Li,  Sihai Yang. A New Protocol to Construct Molecular Materials: A Brief Introduction on the 2025 Nobel Prize in Chemistry[J]. University Chemistry, 2025, 40(12): 70-77. doi: 10.12461/PKU.DXHX202511097 shu

构建分子基材料新方式——2025年诺贝尔化学奖浅谈

    通讯作者: 季者,E-mail:jizhe@pku.edu.cn; 蓝光旭,E-mail:guangxulan@pku.edu.cn; 李江南,E-mail:jiangnan.li@pku.edu.cn; 杨四海,E-mail:sihai.yang@pku.edu.cn
  • 基金项目:

    北京市科技新星(20240484507);北京市科技新星交叉课题(202504841000)

摘要: 2025年诺贝尔化学奖授予了三位无机化学家——Susumu Kitagawa、Richard Robson和Omar M. Yaghi,以表彰他们在创制金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)这一类全新材料的卓越贡献。MOFs通过配位键将金属节点与有机配体精准组装,形成了一类具有极高比表面积、永久孔隙和可周期性安插化学基团的晶态材料,在气体储存、分离与催化等领域展现出巨大潜力。本文回顾了MOFs从概念萌芽到材料成熟的历程,阐释了其关键结构特征与合成哲学,并简要介绍了我国科学家对该领域发展的奠基性贡献。

English

    1. [1]

      Hoskins, B. F.; Robson, R. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 5962.Hoskins, B. F.; Robson, R. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 5962.

    2. [2]

      Hoskins, B. F.; Robson, R. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1546.Hoskins, B. F.; Robson, R. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1546.

    3. [3]

      Kondo, M.; Yoshitomi, T.; Matsuzaka, H.; Kitagawa, S.; Seki, K. Angew. Chem. Int. Ed. 1997, 36, 1725.Kondo, M.; Yoshitomi, T.; Matsuzaka, H.; Kitagawa, S.; Seki, K. Angew. Chem. Int. Ed. 1997, 36, 1725.

    4. [4]

      Li, H.; Eddaoudi, M.; Groy, T. L.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8571.Li, H.; Eddaoudi, M.; Groy, T. L.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8571.

    5. [5]

      Yaghi, O. M.; Li, G.; Li, H. Nature 1995, 378, 703.Yaghi, O. M.; Li, G.; Li, H. Nature 1995, 378, 703.

    6. [6]

      游效曾. 配位化合物的结构与性质. 北京: 科学出版社, 1992.

    7. [7]

      游效曾. 分子材料: 光电功能化合物. 上海: 上海科学技术出版社, 2001.

    8. [8]

      Tian, Y.; Cai, C.; Ji, Y.; You, X.; Peng, S.; Lee, G. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 1384.Tian, Y.; Cai, C.; Ji, Y.; You, X.; Peng, S.; Lee, G. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 1384.

    9. [9]

      Xiong, R.; Xue, X.; Zhao, H.; You, X.; Abrahams, B.; Xue, Z. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 3800.Xiong, R.; Xue, X.; Zhao, H.; You, X.; Abrahams, B.; Xue, Z. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 3800.

    10. [10]

      Yao, T.; Zuo, J.; You, X.; Huang, X. Polyhedron 1995, 14, 1487.Yao, T.; Zuo, J.; You, X.; Huang, X. Polyhedron 1995, 14, 1487.

    11. [11]

      You, X.; Duan, C. Chem. Mater. 1997, 9, 2687.You, X.; Duan, C. Chem. Mater. 1997, 9, 2687.

    12. [12]

      Song, X.; Muddassir, M.; Chen, Y.; Wang, H.; Song, Y.; You, X. Dalton Trans. 2013, 42, 1116.Song, X.; Muddassir, M.; Chen, Y.; Wang, H.; Song, Y.; You, X. Dalton Trans. 2013, 42, 1116.

    13. [13]

      Hong, M.; Lei, X.; Huang, Z.; Kang, B.; Jiang, F.; Liu, H. Chin. Sci. Bul. 1993, 38, 912.Hong, M.; Lei, X.; Huang, Z.; Kang, B.; Jiang, F.; Liu, H. Chin. Sci. Bul. 1993, 38, 912.

    14. [14]

      Hong, M.; Su, W.; Cao, R.; Zhang, W.; Lu, J. Inorg. Chem. 1999, 38, 600.Hong, M.; Su, W.; Cao, R.; Zhang, W.; Lu, J. Inorg. Chem. 1999, 38, 600.

    15. [15]

      Su, W.; Cao, R.; Hong, M.; Chen, J.; Lu, J. Chem. Commun. 1998, 1389.Su, W.; Cao, R.; Hong, M.; Chen, J.; Lu, J. Chem. Commun. 1998, 1389.

    16. [16]

      Su, W.; Hong, M.; Weng, J.; Cao, R.; Lu, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 2911.Su, W.; Hong, M.; Weng, J.; Cao, R.; Lu, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 2911.

    17. [17]

      Hong, M.; Zhao, Y.; Su, W.; Cao, R.; Fujita, M.; Zhou, Z.; Chan, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4819.Hong, M.; Zhao, Y.; Su, W.; Cao, R.; Fujita, M.; Zhou, Z.; Chan, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4819.

    18. [18]

      Hong, M.; Zhao, Y.; Su, W.; Cao, R.; Fujita, M.; Zhou, Z.; Chan, A. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 2468.Hong, M.; Zhao, Y.; Su, W.; Cao, R.; Fujita, M.; Zhou, Z.; Chan, A. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 2468.

    19. [19]

      Liang, Y.; Cao, R.; Su, W.; Hong, M.; Zhang, W. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3304.Liang, Y.; Cao, R.; Su, W.; Hong, M.; Zhang, W. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3304.

    20. [20]

      Chen, X.; Aubin, S. M. J.; Wu, Y.; Yang, Y.; Mak, T. C.W.; Hendrickson, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 9600.Chen, X.; Aubin, S. M. J.; Wu, Y.; Yang, Y.; Mak, T. C.W.; Hendrickson, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 9600.

    21. [21]

      Tong, M.; Chen, X.; Ye, B.; Ji, L. Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 2237.Tong, M.; Chen, X.; Ye, B.; Ji, L. Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 2237.

    22. [22]

      Zhang, X.; Tong, M.; Chen, X. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 1029.Zhang, X.; Tong, M.; Chen, X. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 1029.

    23. [23]

      Zheng, S.; Zhang, J.; Wong, W.; Chen, X. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6882.Zheng, S.; Zhang, J.; Wong, W.; Chen, X. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6882.

    24. [24]

      Huang, X.; Lin, Y.; Zhang, J.; Chen, X. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1557.Huang, X.; Lin, Y.; Zhang, J.; Chen, X. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1557.

    25. [25]

      Zhang, J.; Zhou, H.; Zhou, D.; Mo, Z.; Lin, R.; Liao, P.; He, C.; Zhang, W.; Chen, X. Adv. Mater. 2018, 30, 174350.Zhang, J.; Zhou, H.; Zhou, D.; Mo, Z.; Lin, R.; Liao, P.; He, C.; Zhang, W.; Chen, X. Adv. Mater. 2018, 30, 174350.

    26. [26]

      Ma, B.; Zhang, D.; Gao, S.; Jin, T.; Yan, C.; Xu, G. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3644.Ma, B.; Zhang, D.; Gao, S.; Jin, T.; Yan, C.; Xu, G. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3644.

    27. [27]

      Jiang, S.; Wang, B.; Su, G.; Wang, Z.; Gao, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 7448.Jiang, S.; Wang, B.; Su, G.; Wang, Z.; Gao, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 7448.

    28. [28]

      Liu, J.; Chen, Y.; Liu, J.; Vieru, V.; Jia, J.; Chibotaru, F.; Lan, Y.; Wernsdorfer, W.; Gao, S. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 5441.Liu, J.; Chen, Y.; Liu, J.; Vieru, V.; Jia, J.; Chibotaru, F.; Lan, Y.; Wernsdorfer, W.; Gao, S. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 5441.

    29. [29]

      Weng, D.; Wang, Z.; Gao, S. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 3157.Weng, D.; Wang, Z.; Gao, S. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 3157.

    30. [30]

      Xu, G.; Zhang, W.; Ma, X.; Chen, Y.; Zhang, L.; Cai, H.; Wang, Z.; Xiong, R.; Gao, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14948.Xu, G.; Zhang, W.; Ma, X.; Chen, Y.; Zhang, L.; Cai, H.; Wang, Z.; Xiong, R.; Gao, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14948.

    31. [31]

      Liu, B.; Shang, R.; Hu, K.; Wang, Z.; Gao, S. Inorg. Chem. 2012, 51, 13363.Liu, B.; Shang, R.; Hu, K.; Wang, Z.; Gao, S. Inorg. Chem. 2012, 51, 13363.

    32. [32]

      Bu, X.; Chen, W.; Lu, S.; Zhang, R.; Liao, D.; Bu, W.; Shionoya, M.; Brisse, F.; Ribas, J. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 3201.Bu, X.; Chen, W.; Lu, S.; Zhang, R.; Liao, D.; Bu, W.; Shionoya, M.; Brisse, F.; Ribas, J. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 3201.

    33. [33]

      Bu, X.; Tong, M.; Chang, H.; Kitagawa, S.; Batten, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 192.Bu, X.; Tong, M.; Chang, H.; Kitagawa, S.; Batten, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 192.

    34. [34]

      Tian, D.; Chen, Q.; Li, Y.; Zhang, Y.; Chang, Z.; Bu, X. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 837.Tian, D.; Chen, Q.; Li, Y.; Zhang, Y.; Chang, Z.; Bu, X. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 837.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  2
  • HTML全文浏览量:  1
文章相关
  • 发布日期:  2025-12-05
  • 收稿日期:  2025-11-14
  • 修回日期:  2025-11-20
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章