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兰州大学王为教授为材料学院 “X-talk, line to materials”国际学术研讨会做特邀报告
文:张亚刚 来源:材料学院 时间:2024-06-24 1599

  6月20日,应材料与能源学院张亚刚教授的邀请,兰州大学化学化工学院王为教授做客 “X-talk, line to materials” 国际学术研讨会第26期,报告会在腾讯会议开讲,并由蔻享学术平台同步直播。王为教授作了题为“跨尺度精准共价组装”的特邀报告。

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  共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks, 简称COFs)的结构特征是有机组分、共价键连以及晶型有序多孔结构等。作为一种晶态共价有机框架化合物,COF自问世以来就备受关注。由于其精确结构、多孔特征以及限域空间等特点,COFs在气体吸附、催化、传感、储能等领域表现出广泛的应用前景。

  COFs材料的关键科学问题包括多层级结构的精准构筑及精确表征。围绕跨尺度精准组装共价有机框架的策略与评估,王为教授首先提出三个关键科学问题:化学有何不同?结构如何确定?功能可否涌现?接着从连结层面、系统层面和功能层面,阐述了实现跨尺度“精准”组装的关键设计思路、合成方案和创新策略。

  围绕如何制备出大尺寸COFs单晶?如何提高COFs材料的稳定性?如何经济、高效、快速地制备大尺寸单晶COFs材料?如何发现和创制跨尺度组装COFs材料的独特功能?王为教授团队近年来发展了构象锁定-并环连结策略、高效协同的多共价键组装策略、单晶生长的“调节剂策略”,发展了具有不同拓扑结构材料的普适性合成方法,创制了一系列以LZU命名的原创COFs新结构和新材料;发展了2H固体核磁共振技术研究三维COFs单晶微观动力学的方法,揭示了跨尺度手性传递的机理;并且在COFs结构的应用拓展方面,发明了应用于多相催化和光催化的高效、高选择性催化剂以及新型动态核极化DNP试剂。

  在跨尺度精准共价组装领域,王为教授团队创新性地解决了困扰COF材料制备的难题,利用强亚胺键首次控制合成了大尺寸单晶COF,并实现了原子尺度精确结构解析。开发了一种CF3COOH/CF3CH2NH2方案,可在1到2天内收获大尺寸单晶COF,将高质量单晶COF的生长速度提高52倍。通过单晶X射线衍射法确定的结构分辨率高达0.79埃。所获得的结构包括不常见的网络互穿,构象异构体,并且主客体相互作用的细节可在原子水平上确定。

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  王为,兰州大学化学化工学院教授、博士生导师。1992年、1995年和1998年在兰州大学化学系获得学士、硕士和博士学位。2000至2006年在德国斯图加特大学和美国南加州大学从事博士后等研究工作。2006年5月起受聘兰州大学萃英特聘教授。2015年10月起任功能有机分子化学国家重点实验室主任,2024年6月任兰州大学副校长。王为教授获得国家杰出青年科学基金资助,担任国家重点研发计划首席科学家,国家级人才,获中国化学会物理有机化学奖、王天眷波谱学奖、甘肃省自然科学奖特等奖(排名第一)等。现任中国化学会有机化学学科委员会副主任、中国物理学会波谱学专业委员会副主任兼秘书长、教育部科技委化学化工学部委员、兰州大学自然科学学术委员会副主任等学术兼职。

  王为教授长期从事物理有机化学、有机材料化学和核磁共振波谱学的研究工作。聚焦二维和三维有机共价晶体的精准构筑和构效关系研究,发展了动态共价键组装化学,建立了一系列跨尺度精准共价组装策略和多层级复杂结构表征技术,并拓展了有机多孔材料在高效催化、分子识别、核磁增敏等领域的应用。生长大尺寸共价有机框架单晶的工作被多方评价为“milestone(里程碑)”。在Science、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nat. Commun.、Chem. Soc. Rev.、Acc. Chem. Res.等学术期刊上发表论文120余篇,被引用15000余次。

编辑:张闻起  / 审核:王晓刚  / 发布:李果