2024年7月26日,湖北省科技創新大會在武漢召開。會上頒發了2023年度湖北省科學技術獎,我院譚必恩教授團隊的項目《有序共價三嗪框架的構筑及其應用》榮獲湖北省自然科學獎一等獎,獲獎人包括譚必恩、金尚彬、王科偉、劉滿營和胡勛亮。
共價三嗪框架材料(Covalent Triazine Framework,CTF)是一類穩定的富氮共軛框架材料,在催化、能源轉化與存儲等領域具有廣闊的實際應用前景。但傳統的CTF材料存在合成條件相對苛刻(高溫或強酸催化),單體來源較為有限,難以合成具有本征且高度有序結構的材料,限制了其大規模制備、結構多樣性設計以及實際應用。
譚必恩教授團隊針對CTF材料存在的相關挑戰,依托國家重點研發項目、國家自然科學基金和湖北省創新群體等項目,圍繞CTF發展面臨的關鍵科學問題,開展了系統性研究。
團隊提出了低溫縮聚反應構建CTF材料的新策略。通過醛、脒類單體的縮合聚合,成功實現了在溫和條件下CTF材料的制備。這種低溫(80-120 °C)縮聚合成方法相比高溫(400 °C)離子熱法與超強質子酸法,可以避免材料碳化、催化劑殘留和強腐蝕性危險等問題。此外,他們還發展了基于單體濃度調節制備高有序性CTF的新思路。基于縮聚反應體系,分別采用前體氧化法和單體滴加法控制醛基單體濃度來調節成核速度,合成得到了高度有序的CTF。他們進一步深入探索了CTF的結構調控及其在催化、能源轉化與存儲等相關技術中的應用。
項目的研究成果得到國際學術界的高度評價和廣泛引用,確立了團隊在有機多孔材料領域的國際領先地位。《德國應用化學》編輯部以“超級光催化劑:結晶共價三嗪框架”為題專文點評CTF的低溫合成策略,指出:“這一新穎簡單的合成途徑可能是結晶三嗪框架結構產業化生產的起點”。
譚必恩教授團隊長期致力于有機多孔材料的合成與應用研究,取得了一系列重要研究進展。此次獲獎是該團隊“多孔有機聚合物構建新策略及其應用”項目獲2016年度湖北省自然科學獎一等獎后,再次獲此殊榮。
