师唯 - 教授课题组

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金属-有机框架（MOFs）材料是由金属作为节点、有机化合物作为桥联配体，通过配位键组装得到的新型多孔晶态材料。与传统的无机材料比，MOFs具有高度可设计性、功能中心丰富、合成条件温和等优点，近年来在光、电、磁功能材料和能量储存与转换材料的研究中备受关注。2019年，南开大学师唯教授课题组证明可以通过简单的阳离子交换，将手性功能基元和发光功能基元引入阴离子锌基MOF，从而得到手性发光双功能材料。这种双功能材料对立体异构体的混合物表现出对映选择性的发光响应，如可对Cinchonine和Cinchonidine差向异构体以及氨基醇对映异构体进行高效传感。Zn-MOF-C-Tb材料的可重复使用性较强—未观察到该材料的发光强度、淬灭效率或识别能力在多次使用后的明显衰减。这项研究为多功能MOF的设计合成提供了新的合成路线并实现了针对手性分子的快速传感识别。

2022年，师唯教授课题组对具有相同孔道形状但不同孔道尺寸的IRMOF-74-I-Mg (I)和IRMOF-74-II-Mg (II)的开放金属位点进行配位修饰，并进一步引入第二发光中心Tb3+离子，获得了两个同拓扑异孔径的手性双发光金属-有机框架I-C-Tb和II-C-Tb，研究了它们针对不同尺寸手性分子的传感功能。结果表明I-C-Tb和II-C-Tb对能够进入孔道的异构体及其混合物具有对映选择性识别功能，而对不能进入孔道的异构体及其混合物不具有对映选择性识别功能。该工作通过简单的手性化策略合成了两例手性双发光的金属-有机框架传感材料，实现了针对对映异构体的选择性传感和定量识别。金属-有机框架传感材料的孔径显著影响了其对不同尺寸手性分子的传感功能。这项工作揭示了多孔传感材料的孔径在其发光传感功能中的作用。

2023年，师唯教授课题组基于金属-有机框架的手性和缺陷特点，设计并合成了一系列具有手性缺陷的金属-有机框架，并将其用于手性分子的对映选择性定量传感。该合成方法可在维持原有金属-有机框架的高热和溶剂稳定性的同时，获得极高的传感效率和对映选择性传感功能，并且可以通过对对应异构体混合液的荧光分析获得对映体过量值。该工作通过低成本、可扩展和高效的路线合成了一系列手性发光金属-有机框架，使其能够对不同的对映异构体进行选择性和定量识别。这种方法在制药和农业等领域具有极高价值，并为开发先进的手性分子传感材料开辟了一条新的途径。

2021年，师唯教授课题组对同构配位聚合物[M(HIPA)(H2O)3]n（MHIPAS，M=Mn，Fe，Co，Ni和Zn；H3IPA=5-羟基间苯二甲酸）的可逆储锂电极稳定性、倍率性能和循环寿命进行了系统研究。由于配位键强度的差异，这五种配位化合物的稳定性高度依赖于金属中心。储锂性能研究表明，Co-HIPA和Ni-HIPA在200mAg-1下均能保持1043和532mAhg-1的可逆容量循环200次，而Mn/Fe/Zn-HIPA由于可溶解在电解液中因此不能用作负极材料。值得注意的是，Co-HIPA表现出更高的倍率性能，在1000 mAg−1时的可逆容量为820 mAhg−1，在5000 mA g−1时的可逆容量为504 mAhg−1，优于已报道的基于配位化合物的负极材料。

2023年，师唯教授课题组报道了一种含有负电性Li+输运位点的配位链基氢键框架(NKU-1000)，其Li+电导率为1.13×10-3 S cm-1, Li+转移数为0.87，电化学窗口为5.0 V。Li@NKU-1000作为主要组分能有效提高固态电解质（SSE）的阻燃性和界面相容性，抑制锂枝晶生长。用该SSE组装的准固态磷酸铁锂锂金属全电池具有高容量、优越的倍率性能和循环稳定性，在500次循环后的放电容量高达94.4%，并且可以在很宽的温度范围内工作且无锂枝晶生长。这些优异的性质源于Li+输运位点在晶格中的有序排列，促进了高的Li+通量，以及氢键框架的柔性结构可以缓冲Li+运输过程中的结构变化。