【催化】可编织的金属卟啉基纤维电催化剂- 大数跨境

X-MOL资讯

2024-11-08

导读：华南师范大学兰亚乾/陈宜法团队通过基于刚性金属卟啉和柔性硫脲单元的刚性-柔性聚合策略成功地制备了一系列具有间接电催化性能的金属卟啉基聚合物纤维 (M = Ni、Cu和Zn)。

有机电合成被认为是一种高效生产高附加值产品的可持续和有前途的技术，基本上可分为直接电解和间接电解系统。与直接电解相比，使用氧化还原介体，间接电解拥有很多优势，然而，对于通常报道的氧化还原介体来说，仍然存在一些挑战，例如，大多数均相氧化还原介体的回收问或一些粉末形式的非均相氧化还原介体的粉碎问题极大地抑制了它们在实际应用中的潜力。因此，设计和制备具有先进加工形式的氧化还原介体应用于间接电催化是非常必要的。

聚合物纤维是一种来源于自然并被人类掌握的细长材料，已广泛应用于纺织、建筑、医疗保健、汽车或航空航天等领域。如果可以整合独特的电催化功能，聚合物纤维也将是间接电催化中氧化还原介体的理想候选物，这可能实现可加工、可循环和有效的非均相间接电催化系统，对于真正的催化场景如流动床催化或工业规模生产具有很大的潜力。此外，聚合物纤维的柔性或刚性等性质也很重要，因为它们与电催化过程中的耐久性密切相关，而由于多功能材料设计的困难，它们之间的平衡仍然是一个巨大的挑战。

华南师范大学兰亚乾/陈宜法团队通过基于刚性金属卟啉和柔性硫脲单元的刚性-柔性聚合策略成功地制备了一系列具有间接电催化性能的金属卟啉基聚合物纤维 (M = Ni、Cu和Zn)。这些具有高强度和柔韧性的功能纤维表现出优异的可编织和可设计的功能，可以容易地加工成不同的纤维形式，如打结、双螺旋、三股、五股纤维或甚至纤维网。有趣的是，它们可以高效率地应用于硫醇的S-S键断裂/环化反应或扩展的氧化自偶联反应。同时，它们易于回收并可用于克级间接电催化，这一工作为设计具有先进加工形式的新型电催化剂提供了新的思路。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是华南师范大学博士生姚晓曼。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Interweavable Metalloporphyrin-based Fibers for Indirect Electrocatalysis

Xiaoman Yao, Gang Liu, Yingying Huang, Caier Huang, Xuanxu Chen, Zhe Xuan, Mingjin Shi, Yiwen Yang, Xianqiang Huang, Yifa Chen*, Ya-Qian Lan*

Angew. Chem. Int. Ed., 2024, DOI: 10.1002/anie.202417439

导师介绍

兰亚乾：教授，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，现任华南师范大学化学学院院长，中国化学会二氧化碳化学专业委员会副主任委员，英国皇家化学会会士。长期致力于功能化晶态（涉及 MOFs、COFs 等）催化剂的设计合成及其光-电转化技术探索，在光/电催化小分子合成与转化研究领域取得了系列创新性成果。近五年来以通讯作者在Nat. Synth.、Sci. Adv.、PNAS、Nat. Commun. (7)、J. Am. Chem. Soc. (15)、Angew. Chem. Int. Ed. (35)、Adv. Mater. (5)、Chem (2)、Matter (2)、Natl. Sci. Rev. (3)、CCS Chem. (4)等期刊上发表通讯作者论文170余篇。论文被他引26000多次，ESI高引论文37篇，个人H-index 85，连续多年入选科睿唯安“全球高被引科学家”（化学）和爱思唯尔“高被引学者”（化学）。

兰亚乾

https://www.x-mol.com/university/faculty/11733

课题组主页

http://www.yqlangroup.com

陈宜法：研究员，博士生导师，国家级高层次青年人才，华南师范大学青年拔尖人才，广东省杰出青年基金项目获得者。2018年获得北京理工大学无机化学博士学位（导师：王博教授），2018-2022年南京师范大学副教授，2022年5月调入华南师范大学。主要从事晶态多孔材料合成设计、加工成型及其催化、储能和健康防护等应用研究，部分研究成果已经实现了产业化应用。获得的荣誉包括入选2023年度教育部青年长江学者、中国颗粒学会优秀博士生论文奖等；目前以通讯作者/第一作者身份发表论文60余篇，包括J. Am. Chem. Soc. (4)、Angew. Chem. Int. Ed. (17)、Adv. Mater. (6)、Nat. Commun. (2)、Chem (1)、CCS Chem. (2)等。论文被他引7000余次，H-index 43。主持国家自然科学基金面上项目、青年基金项目、广东省杰出青年基金项目等。已申请国家发明专利11项，授权5项；目前担任Chinese Chemical Letters（中国化学快报）、Polyoxometalates（多金属氧簇）等期刊青年编委。

https://www.x-mol.com/university/faculty/331668

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