香港城市大学朱宗龙教授团队、暨南大学王子龙教授团队3月13日发表成果《Molecular engineering metal-organic frameworks as efficient electrochemical catalysis for water oxidation》,收录于材料科学国际TOP期刊《advanced materials》,IF 32.086。Yizhe Liu, Xintong Li, Shoufeng Zhang为共同第一作者。
文章中设计和合成了一种具有硫醇-镍配位链的结构明确的 MOF 材料,并是有 cRED (又称MicroED)数据集解析了 Ni(DMBD)-MOF 的新晶体结构。这种有机连接工程策略不仅为筛选水分解电催化剂提供了一个有前途的 MOF 结构平台,而且将推动进一步追求这种分子工程策略以获得更广泛的先进 MOF 催化剂。
苏州青云瑞晶生物科技有限公司参与到该项研究中,使用MicroED技术协助完成MOF材料微晶结构解析工作。


1、摘要
2、内容速览
DMBD 分子中的硫醇基团与相邻的羧基构成了金属阳离子的强螯合基序。应用连续旋转电子衍射 (cRED,又称MicroED) 技术确定 Ni(DMBD)-MOF 的晶体结构。




3、结论
结论:由于设计和合成了具有硫醇-镍配位链的结构明确的 MOF 材料,我们基于 cRED 数据集解析出Ni(DMBD)-MOF 的新晶体结构。HRTEM 研究进一步证实了 cRED 结构。计算结果表明 Ni(DMBD)-MOF 具有金属电子结构,由于 Ni-S 配位链含有较少的电负性硫供体,因此导电性增强。与Ni(DMBD)-MOF的电子结构一致,获得了令人满意的电催化活性。实验结果和 DFT 计算显示,在Ni(DMBD)-MOFs 中 ,Oads 中间体很容易形成,活化能势垒也降低了。引入 Fe后获得的 2维NiFe(DMBD)-MOF/NF 在 100 mA·cm-2的电流密度下显示出 280 mV 的过电位。具有硫醇官能化的 NiFe(DMBD)-MOF/NF 作为阳极电极的分解水的电解槽在以 Pt/C 为阴极组装的碱性电解质中记录了 1.50 V@10 mA·cm-2 的外加槽电压。这种有机连接物工程策略不仅为筛选水分解电催化剂提供了一个有前景的 MOF 结构平台,而且将推动人们进一步追求这种分子工程策略,以获得更广泛的先进 MOF 催化剂阵列。
4、MicroED
MicroED技术(又称为微晶电子衍射/三维电子衍射) 是一种新的基于电镜解析晶体结构的技术。其原理与X射线衍射类似,但入射光束为高能电子,由于波长更短而与晶体作用更强,因此仅需少量微纳尺寸的晶体即可快速获得电子衍射数据。
微纳米尺寸晶体
相比于传统的X射线衍射,MicroED所需的晶体尺寸非常小,大于100纳米的晶体即可在电镜下获得衍射数据。
周期短
纯度要求低
针对合成材料样品纯度低的问题,MicroED不受样品纯度影响,可以在混合物相中识别出所需解析样品,完成数据收集。
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MOF、COF、Zeolite、有机分子、无机材料 -
小分子药物、天然产物、共晶复合药物、PROTAC、多肽药物
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蛋白质、蛋白-配体复合物
关于青云瑞晶
青云瑞晶是一家基于结构解析领域最新技术——MicroED(微晶电子衍射),在结构生物学、药物固态研究、新材料结构解析等业务方面提供CRO研发服务,赋能药物发现的新型高科技企业。
公司拥有蛋白表达纯化实验室、药物固态表征实验室及全球唯一的高通量MicroED结构解析测试平台,配备专业的设备以及经验丰富的硕博研究团队,以负责的态度和灵活的服务模式,提供高效高质量的结构生物学及药物固态研究一站式服务。
结构生物学业务:
靶点蛋白表达、蛋白结晶筛选及蛋白结构解析。除提供X射线同步辐射、MicroED晶体学解析手段,还可提供冷冻电镜一站式研发服务。
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主要包含:药物分子结晶筛选、结构确证;原料药固态性质检测、晶型定性、定量分析;结晶工艺开发等。
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