神奇的明星分子：金属-有机框架(MOFs)

“碳达峰、碳中和”双碳目标是国家重要战略方向。环境问题与人类的生存息息相关，制约着未来社会的可持续发展。随着工业化进程的加快，化工、医药、食品、农药等领域的快速发展，导致大量温室气体CO2、有毒污染物（如挥发性有机污染物VOCs，典型的苯、甲苯及甲醛等；重金属离子Pb2+、Cr3+、Hg2+、Fe3+、Cu2+等）被排放到环境中，加剧了气候变化和环境的恶化，如两极冰川融化、雾霾天气爆表、重金属中毒等，严重影响了社会的可持续发展和人类的生存。因此，温室气体CO2存储分离及环境检测是当前亟待解决的焦点问题。

图****1. 聊城大学系列MOFs材料

金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)晶态多孔材料，集结构可调、高孔隙率、高比表面以及良好的热稳定性和化学稳定性等优点于一身，在温室气体CO2存储分离及环境检测方面显示出良好的发展前景，为新型吸附分离和荧光检测材料的研发提供了一个重要平台。MOFs是由金属离子或金属簇与有机配体功能单元通过配位键组装而成的一类晶态多孔材料。它可以根据需要为导向，设计成具有各类功能的特定结构，不仅具有重要的美学价值（图1），并且在气体吸附与分离、催化、荧光传感、磁性、药物缓释等方面表现出潜在的应用价值，成为近年来研究的一个神奇的多功能明星分子。吸引了化学、材料、物理、能源、环境、医药等众多学科的广泛关注和深入研究。

图****2. 聊城大学冠名MOFs对CO2选择性分离及对重金属离子的荧光传感

聊城大学化学化工学院/能源实验室在MOFs材料的制备和功能探索方面开展了系列工作。成功制备出系列以聊城大学命名的MOFs材料，如LCU-101、LCU-102、LCU-103、LCU-104 …… LCU-xxx等(LCU=Liaocheng University)，如图1所示。在这些材料中，有些MOFs可以在CO2和N2的混合气体中有选择性的分离并存储CO2气体，实现对温室气体CO2的分离纯化；有些MOFs可以实现在徒骇河水中以及模拟人体生物缓冲溶液中通过荧光传感识别重金属离子Cr3+、Fe3+、Cu2+等，并制备出简单便宜的荧光试纸，可用于裸眼快速识别，显示出潜在的应用价值，如图2所示。

导师团队简介

聊城大学化学化工学院/能源实验室金属-有机框架团队为山东高校青年创新团队，主要研究方向为金属-有机框架材料在能源和环境方面的应用。近年来，团队成员主持国家自然科学基金及山东省自然科学基金10余项，在国内外重要学术期刊上发表SCI论文100余篇。每年在化学专业招收博士研究生2名（联合培养），硕士研究生10余名。