RUI: Development of A Synthetic Platform for Highly Tunable Cationic Porous Materials

RUI:开发高度可调的阳离子多孔材料的合成平台

基本信息

项目摘要

NON-TECHNICAL Abstract: This project seeks to develop new synthetic concepts and methods to invent crystalline porous materials impregnated with mobile anions. The uniform and tunable pore size, together with the control over the charge and functionality of the framework combine to enable new and more efficient applications in anion exchange, separation, detection, and conduction. Nature abhors cationic frameworks and comes out with various neutralization ways to prevent their formation. This project combats this nature's tendency using novel concepts and strategies to counter such natural tendency proactively and preemptively. Being at an undergraduate institution with a large population of students including those from underrepresented groups, the PI strives to utilize the NSF support to promote teaching and training of students by establishing a highly stimulating and important research project and by developing the state-of-the-art synthetic and instrumental capability to broaden learning opportunities for students with diverse backgrounds.TECHNICAL Abstract: The project seeks to develop new synthetic concepts and methods to create porous materials with the positively charged framework integrating uniform and tunable pore size with mobile anions for applications such as anion exchange, sequestration, separation, sensing, as well as fast anion conduction. It deals with fundamental issues in materials design such as the control of ratio between negative and neutral functional groups and the ratio between metal ions in mix-valence or heterometallic systems. Such issues are fundamental to the control of the framework charge property and their applications. The core strategy involves designing cluster-type structural building blocks with propensity for being cationic and simultaneously inventing advanced methods to proactively prevent possible neutralization of such units. Various methods are used to tune the pore size and properties to enhance process selectivity based on size, shape, and charge of molecules and ions. The project integrates a variety of student-training activities ranging from chemical synthesis, crystal growth, to crystal structure analysis and property characterizations with the goal to broaden the participation of undergraduate and graduate students in chemical research and to promote a diverse student population in materials sciences.
非技术摘要:该项目旨在开发新的合成概念和方法来发明浸渍有移动阴离子的结晶多孔材料。均匀且可调的孔径,以及对框架的电荷和功能的控制相结合,可在阴离子交换、分离、检测和传导方面实现新的、更有效的应用。大自然厌恶阳离子框架,并提出了各种中和方法来防止其形成。该项目利用新颖的概念和策略来对抗这种自然倾向,以主动、先发制人地对抗这种自然倾向。作为一所拥有大量学生(包括来自弱势群体的学生)的本科院校,PI 致力于利用 NSF 的支持,通过建立高度刺激且重要的研究项目以及开发最新的研究项目,来促进学生的教学和培训。 -艺术合成和工具能力,为不同背景的学生拓宽学习机会。技术摘要:该项目旨在开发新的合成概念和方法,以创建具有带正电框架的多孔材料,将均匀且可调节的孔径与移动阴离子相结合,用于诸如作为阴离子交换、隔离、分离、传感以及快速阴离子传导。它涉及材料设计中的基本问题,例如控制负性和中性官能团之间的比例以及混合价或异金属系统中金属离子之间的比例。这些问题对于框架电荷性质的控制及其应用至关重要。核心策略包括设计具有阳离子倾向的簇型结构构件,同时发明先进的方法来主动防止此类单元可能发生的中和。使用各种方法来调整孔径和性能,以增强基于分子和离子的尺寸、形状和电荷的工艺选择性。该项目整合了化学合成、晶体生长、晶体结构分析和性能表征等各种学生培训活动,旨在扩大本科生和研究生对化学研究的参与,并促进材料科学领域学生群体的多元化。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Bimetallic Rod‐Packing Metal–Organic Framework Combining Two Charged Forms of 2‐Hydroxyterephthalic Acid
双金属棒 — 填充金属 — 结合两种带电形式的 2 — 羟基对苯二甲酸的有机框架
  • DOI:
    10.1002/chem.202002541
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Peng, Fang;Yang, Huajun;Hernandez, Anthony;Schier, Danielle E.;Feng, Pingyun;Bu, Xianhui
  • 通讯作者:
    Bu, Xianhui
Pore-Space-Partition-Enabled Exceptional Ethane Uptake and Ethane-Selective Ethane–Ethylene Separation
孔隙空间分区实现卓越的乙烷吸收和乙烷选择性乙烷与乙烯分离
  • DOI:
    10.1021/jacs.9b12924
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Yang, Huajun;Wang, Yanxiang;Krishna, Rajamani;Jia, Xiaoxia;Wang, Yong;Hong, Anh N.;Dang, Candy;Castillo, Henry E.;Bu, Xianhui;Feng, Pingyun
  • 通讯作者:
    Feng, Pingyun
Isoreticular Three-Dimensional Kagome Metal–Organic Frameworks with Open-Nitrogen-Donor Pillars for Selective Gas Adsorption
用于选择性气体吸附的具有开放氮供体柱的等网状三维 Kagome 金属有机框架
  • DOI:
    10.1021/acs.cgd.0c00352
  • 发表时间:
    2020-04-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    A. Dinh;Huajun Yang;Fang Peng;Tony C. Nguyen;Anh N. Hong;P. Feng;X. Bu
  • 通讯作者:
    X. Bu
Zeolite‐Type Metal Oxalate Frameworks
沸石型金属草酸盐骨架
  • DOI:
    10.1002/anie.201900106
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yi, Fei‐Yan;Yang, Huajun;Zhao, Xiang;Feng, Pingyun;Bu, Xianhui
  • 通讯作者:
    Bu, Xianhui
Lock‐and‐Key and Shape‐Memory Effects in an Unconventional Synthetic Path to Magnesium Metal–Organic Frameworks
锁——键和形状——镁金属非常规合成路径中的记忆效应——有机框架
  • DOI:
    10.1002/anie.201905876
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yang, Huajun;Trieu, Thuong Xinh;Zhao, Xiang;Wang, Yanxiang;Wang, Yong;Feng, Pingyun;Bu, Xianhui
  • 通讯作者:
    Bu, Xianhui
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Xianhui Bu其他文献

Ag-NPs embedded in two novel Zn3/Zn5-cluster-based metal–organic frameworks for catalytic reduction of 2/3/4-nitrophenol
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  • 期刊:
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  • 作者:
    Xue-Qian Wu;Dan-Dan Huang;Zhi-Hang Zhou;Wen-Wen Dong;Ya-Pan Wu;Jun Zhao;Dong-Sheng Li;Qichun Zhang;Xianhui Bu
  • 通讯作者:
    Xianhui Bu
Multitopic ligand directed assembly of low-dimensional metal-chalcogenide organic frameworks
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016-12
  • 期刊:
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    4
  • 作者:
    Yi Liu;Kaiqi Ye;Yue Wang;Qichun Zhang;Xianhui Bu;Pingyun Feng
  • 通讯作者:
    Pingyun Feng
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利用 Co5 基 MOF 微晶衍生的 3D 分级 Co3O4 对甲醛进行高效气敏
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 作者:
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    Dong-Sheng Li
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
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  • 影响因子:
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  • DOI:
    10.1039/c4cc00583j
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Qipu Lin;Xianhui Bu;Pingyun Feng
  • 通讯作者:
    Pingyun Feng

Xianhui Bu的其他文献

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  • DOI:
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  • 通讯作者:
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