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、超分子结构与材料全国重点实验室陈龙教授团队在二维共轭金属有机框架(2D c-MOFs)的可控构筑与能源存储应用研究方面取得系列进展。

2026年3月2日,团队在Angew. Chem. Int. Ed.发表题为“N-Rich Tris(triazole)-Based 2D Conjugated Metal-Organic Framework for High Performance Aqueous Dual-Ion Batteries”的研究论文。该工作设计合成了两种新型三(N-苯基)三唑基二维共轭金属有机框架(TPT-M-MOF, M = Cu, Zn),并将其作为碘物种的载体材料用于水系锌-碘双离子电池。研究发现,富氮骨架与[MO₄]金属中心对I3⁻物种的协同锚定作用是提升电池性能的关键。其中,TPT-Zn-MOF在1 A g-1电流密度下实现435 mAh g-1的高比容量,并在5 A g-1下循环1000圈后仍保持良好稳定性。光谱表征与理论计算表明,优异的电池性能源于富氮骨架的丰富作用位点与配位金属中心的协同效应。该工作为开发高性能水系双离子电池碘载体材料提供了新思路。成人网站
博士研究生刘乐和东北师范大学博士研究生于杰为共同第一作者,湖南科技大学陈建教授、东北师范大学王恒国教授和成人网站
陈龙教授为共同通讯作者。
论文链接://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.8371981。

2025年5月16日,团队在J. Am. Chem. Soc.发表题为“In Situ Construction of Amide-Functionalized 2D Conjugated Metal–Organic Frameworks with Multiple Active Sites for High-Performance Potassium-Ion Batteries”的研究论文。该工作通过原位金属配位诱导平面化策略,成功制备了层状二维Cu-HBB-MOF。得益于其丰富的氧化还原活性位点与大比表面积,该材料作为钾离子电池正极表现出卓越性能,在0.2 A g-1电流密度下获得228.1 mAh g-1的初始容量,在5.0 A g-1下循环2500次后仍保持103.6 mAh g-1,每循环容量衰减率仅0.011%。结合光谱技术与DFT计算,团队揭示了动态氧化还原机制与构效关系。该研究为设计具有多活性位点的2D c-MOFs提供了有益参考。东北师范大学王恒国教授和成人网站
陈龙教授为共同通讯作者。
论文链接://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.5c07158。

2025年9月13日,团队在Angew. Chem. Int. Ed.发表题为“Multidentate Macrocyclic Salphen-Based 2D Conjugated Metal–Organic Framework”的研究论文。研究团队设计合成了一种基于Salphen大环的2D c-MOF(SM-MOF-Cu),其内部具有多齿配位位点。通过系统的结构表征证实了材料的高结晶度与ABC堆叠模式。与传统单金属位点的酞菁基MOF对比证明,Salphen大环带来的高密度铜活性位是实现优异催化性能的关键。该工作丰富了基于大环的2D c-MOFs体系。西北工业大学张健教授和成人网站
陈龙教授为共同通讯作者。
论文链接://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202511048。
上述进展是团队师生在二维共轭金属有机框架领域的持续共同努力的结果。团队受邀在Acc. Chem. Res.发表了题为“2D Conjugated Metal–Organic Frameworks: Defined Synthesis and Tailor-Made Functions”的述评文章,总结了课题组在2D c-MOFs的高效制备及其在化学传感、储能和有机自旋电子学器件等领域应用的研究进展,并对该前沿领域的发展方向和面临的挑战做出了展望。该文作为Acc. Chem. Res.的外封面文章发表,成人网站
陈龙教授为通讯作者。
论文链接://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.accounts.3c00788。
二维共轭金属有机框架研究背景介绍:2D c-MOFs是由有机配体与金属离子通过配位键构筑的晶态多孔材料,兼具高导电性、可调孔径和丰富的金属活性位点,在能源存储(如钾离子电池、水系双离子电池)、电催化等领域展现出巨大潜力。然而,如何实现高结晶度、高稳定性以及多活性位点的协同调控一直是该领域的核心挑战。针对这一问题,成人网站
陈龙教授团队通过分子设计创新,在配体工程和活性位点调控两方面取得系列进展。团队发展了“转子-定子”等普适性构筑策略,在钾离子存储、水系双离子电池和电催化等应用研究方面取得了创新成果,为2D c-MOFs材料的发展提供了新的思路和方案。上述研究得到了国家自然科学基金和长春市科技发展计划项目的资助。