环境高分子材料研究所-广州大学大湾区环境研究院
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环境高分子材料研究所

【来源: | 发布日期:2018-04-24 】

王平山教授课题组——金属有机环境大分子材料及应用研究

一、课题组负责人:王平山

男,理学博士,博士生导师。2015年入选中组部“千人计划”特聘专家(资源环保类),广州大学领军人才,湖南省“百人计划”,长沙市高新区“555人才计划”及长沙市“3635人才计划”。1999年获浙江大学物理有机化学博士学位,之后在中国宝洁(北京)技术中心研发部担任研究员,2000年赴德国Mainz大学有机化学研究所从事博士后研究工作,研究方向为核废水处理材料及应用研究;随后于2000年-2009年期间在美国高分子科学排名第一的Akron大学高分子科学系担任高级研究员;2010年-2011年在美国华纳材料有限公司研究开发部担任首席科学家;2011年全职回国,在中南大学化学化工学院担任特聘教授,博士生导师,院教授委员会成员;2017年9月被广州大学引进为领军人才,负责组建重金属治理环境大分子材料研究团队。目前主要研究方向为:金属有机超分子自组装及其光电性能研究,高分子重金属处理环保材料及应用研究等。近年来参与和主持了10多项国内外科研及创新项目,包括:科技部创新基金、湖南科技厅及长沙市科技局的科技基金、国家自然科学基金、中南大学特聘教授基金、美国自然科学基金企业创新基金、美国自然科学基金、欧洲原子能委员会基金等,发表了近60篇高水平学术论文。2006年以第一作者在国际顶级刊物-科学《Science》上发表了一篇具有重大影响的论文,报道了世界上第一个人工合成、具有非枝化分形结构特点、直径有12纳米大小、呈双正六边形的含多三联吡啶的巨大分子,并有奇特的光电转化和能量存储功能。2018年在J. Am. Chem. Soc发表封面文章;其余部分科研成果发表在世界一流科技期刊上,如:Nat. Commun.Angew. Chem. Int. Ed.J. Am. Chem. Soc.Adv. Mater.Chem. Commun.Org. Lett.等高影响因子的国际权威刊物上,并得到了国际学术界和学术媒体的高度评价。有6篇文章被科技新闻媒体(如:C&N News, Science, Nature Materials, Science Daily等)报道,其中有2篇文章被Chem. Commun.选为Online Access前10名,1篇文章被ACS选为Online Access第一名,1篇文章被JACS选为Heart Cut。担任多个高级科学杂志的特邀审稿人,如:1Chemical Communication, 2) Chemistry of Materials, 3IEEE Sensors Journal, 4The Analyst5InternationalJournal of Nanoscience, 6) Biotechnology Progress, 7) Journal of Mateirals Chemistry, 8Dalton Transactions以及9ACS Symposium Book等。

二、课题组团队成员:

蒋志龙,男,副教授。主要研究方向为基于三联吡啶金属配位超分子自组装结构研究;应用于处理有机废水的金属钌光解催化剂研究;含钌有机金属染料敏化太阳能电池研究;含大共轭平面单元的荧光探针及金属有机光疗药物的研究。近三年已发表SCI收录论文12篇,其中以第一作者或者共同第一作者收录6篇,代表性论文分别发表在Nat. Commun.(自然通讯),Angew. Chem. Int. Ed.(德国应用化学杂志),J. Am. Chem. Soc.(美国化学会志),Chem. Commun.(化学通讯)等具有影响力国际一流刊物上。

刘叠,男,讲师。主要研究方向为基于三联吡啶金属配位超分子的设计、合成及其结构研究;金纳米粒子研究。发表SCI收录论文11篇,专利1篇。其中以第一作者或者共同第一作者收录5篇。

伍暾,男,讲师。主要研究方向为分步法构筑新型超分子结构,分型分子研究。发表SCI收录论文9篇,专利1篇。其中以第一作者或者共同第一作者收录4篇。

三、课题组研究方向:

(1)超分子化学

近年来,高影响力期刊(Science、J. Am. Chem. Soc.、Angew、Chem.Sci.、Chem.Commun.等)连续报道了三联吡啶金属有机大分子自组装的最新研究成果,并引起了广泛关注。本课题组经过几年的研究积累,已经在该领域做出了许多国际领先的研究结果,得到了同行的引用及好评。课题组在此领域的研究极富特色,一些其它课题组也正在采用我们原创性的方法,如:分形分子的模块设计与合成、在金属有机化合物上的反应、超大分子的分离提纯技术等。

(2)金属有机高分子能源材料

应用共轭多联吡啶和金属合成对称及不对称金属有机高分子纳米能源材料,课题组涉及到有机配体(Organo-ligands)和金属配体(Metal-ligands)的设计,合成和组装。当子配体的组合方向被严格的角度控制时,可组合成不同型状的杂支树状及有规则的金属有机高分子化合物。在多离子静电(Multi-ionic electrostatic)相互作用下,金属有机高分子配合物可应用于金属纳米纤维和纳米球的制备,其将在有机金属二极管和光电转化装置中有广泛的用途。

(3)高分子环保材料

矿产资源的清洁高效采选与加工,重金属的污染防治,新型光电能源材料的开发都是国家重大的战略需求,关系着国计民生的方方面面。而这些重大的研究都与配位金属有机材料有着紧密的联系。本课题组利用新型高分子配位金属聚合物对工业废水、废气和废渣中的重金属进行综合治理研究:比如清洁能源,光催化污染物降解,人工模拟光合作用研究,重金属检测荧光探针,光疗抗癌药物的设计与开发等。

四、课题组研究成果:

最近三年,课题组在三联吡啶金属配位自组装领域取得了新的突破,逐步建立和发展了多三联吡啶配体合成、配合物纯化分离、超分子结构分析测试平台。已经在相关研究领域,如金属有机配体的设计与合成达到世界领先的水平。在自组装领域首次提出了模块法自组装的概念,对自组装配体的设计提供了重要的研究思路。除此之外,在超分子自组装研究从结构到功能及应用研究方面,以三联吡啶金属钌配位键的特殊光敏性为基础,在先进荧光材料,光疗药物,模拟光合作用的水催化氧化催化剂,涉及到绿色能源材料的染料敏化电池等多个方向逐步开展研究。近三年的相关成果在国际顶级杂志Nat. Commun.(1篇)、Angew. Chem. Int. Ed.(1篇)、J. Am. Chem. Soc.(2篇)、Chem. Commun.(6篇)、Inorg. Chem.(1篇)等国际顶级期刊发表。课题组对三联吡啶衍生物、金属有机高分子和纳米材料的合成和应用方面积累丰富的经验,在该领域有着独到的优势。2018年J. Am. Chem. Soc.封面报道了金属有机超大单分子Bucky球状“纳米容器”的合成及二次组装的研究论文。

代表性研究论文(部分):

1. Jiang, Z.; Li, Y.; Wang, M.; Song, B.; Wang, K.; Sun, M.; Liu, D.; Li, X.; Yuan, J.; Chen, M.; Guo, Y.; Yang, X.; Zhang, T.; Moorefield, C. N.; Newkome, G. R.; Xu, B*; Li, X*.;Wang, P*. Self-assembly of a supramolecular hexagram and a supramolecular pentagram.Nature Communications.2017,8, 15476-15484 DOI: 10.1038/ncomms15476. 影响因子:12.124

2. Chen, M.; Wang, J.; Liu, D.; Jiang, Z.; Liu, Q.; Wu, T.; Liu, H.; Yu, W.; Yan, J.;Wang, P*. Highly Stable Spherical Metallo-Capsule from a Branched Hexapodal Terpyridine and Its Self-Assembled Berry-type Nanostructure.Journal of the American Chemical Society.2018,140 (7), 2555-2561 DOI: 10.1021/jacs.7b10707JACS封面文章) 影响因子:13.858

3. Li, Y.; Jiang, Z.; Wang, M.; Yuan, J.; Liu, D.; Yang, X.; Chen, M.; Yan, J.; Li, X*.;Wang, P*. Giant, Hollow 2D Metalloarchitecture: Stepwise Self-Assembly of a Hexagonal Supramolecular Nut.Journal of the American Chemical Society.2016,138 (31), 10041-6 DOI: 10.1021/jacs.6b06021. 影响因子:13.858

4 Jiang, Z.; Li, Y.; Wang, M.; Liu, D.; Yuan, J.; Chen, M.; Wang, J.; Newkome, G. R.; Sun, W.; Li, X*.;Wang, P*. Constructing High-Generation Sierpiński Triangles by Molecular Puzzling.Angewandte Chemie International Edition.2017,56 (38), 11450-11455 DOI: 10.1002/anie.201705480. 影响因子:11.994

5. Wu, T.; Yuan, J.; Song, B.; Chen, Y. S.; Chen, M.; Xue, X.; Liu, Q.; Wang, J.; Chan, Y. T.;Wang, P*. Stepwise self-assembly of a discrete molecular honeycomb using a multitopic metallo-organic ligand.Chemical Communications.2017,53 (50), 6732-6735 DOI: 10.1039/c7cc03715e. 影响因子:6.319

6. Wu, T.; Chen, Y. S.; Chen, M.; Liu, Q.; Xue, X.; Shen, Y.; Wang, J.; Huang, H.; Chan, Y. T.*;Wang, P*. Metallo-Organic Ligand Designing Road for Constructing the First-Generation Dendritic Metallotriangle. Inorganic Chemistry.2017,56 (7), 4065-4071 DOI: 10.1021/acs.inorgchem.7b00025. 影响因子:4.857

7. Chen, M.; Wang, J.; Chakraborty, S.; Liu, D.; Jiang, Z.; Liu, Q.; Yan, J.; Zhong, H.; Newkome, G. R.*;Wang, P*. Metallosupramolecular 3D assembly of dimetallic Zn4[RuL2]2 and trimetallic Fe2Zn2[RuL2]2.Chemical Communications.2017,53 (80), 11087-11090 DOI: 10.1039/c7cc05577c. 影响因子:6.319

8. Liu, D.; Yang, X.; Li, Y.;Wang, P*. Metal-exchangeable macrocycles: from a bismetallo-Ru2/Zn triangle to a Ru2/Fe triangular assembly.Chemical Communications.2016,52 (12), 2513-6 DOI: 10.1039/c5cc08460a. 影响因子:6.319

9. Liu, D.; Jiang, Z.; Wang, M.; Yang, X.; Liu, H.; Chen, M.; Moorefield, C. N.; Newkome, G. R.; Li, X*.;Wang, P*. 3D helical and 2D rhomboidal supramolecules: stepwise self-assembly and dynamic transformation of terpyridine-based metallo-architectures.Chemical Communications.2016,52 (63), 9773-6 DOI: 10.1039/c6cc04482d. 影响因子:6.319

10. Li, Y.; Jiang, Z.; Yuan, J.; Liu, D.; Wu, T.; Moorefield, C. N.; Newkome, G. R.;Wang, P*. Facile thermodynamic conversion of a linear metallopolymer into a self-assembled hexameric metallomacrocycle.Chemical Communications.2015,51 (26), 5766-5769 DOI: 10.1039/c4cc10361k. 影响因子:6.319

11. G. R. Newkome*,P. Wang, C. N. Moorefield, T. J. Cho, P. P. Mohapatra, S. Li, S.-H. Hwang, O. Lukoyanova, L. Echegoyen, J. A. Palagallo, V. Iancu, S.-W. Hla, "Nanoassembly of a Fractal Polymer: A Molecular "Sierpinski Hexagonal Gasket,"Science, 2006, 312, 1782-1785. [Highlighted: Chem. & Eng. News, May 15, 2006].(博士后导师为第一作者) 影响因子:37.205

12. P. Wang, C. N. Moorefield, G. R. Newkome, “Nanofabrication. Reversible, Self-Assembly of an Imbedded Hexameric Metallomacrocycles with a Macromolecular Superstructure,”Angewandte Chemie International Edition.2005, 44 (11), 1679-1683. 影响因子:11.994

13. P. Wang, C. N. Moorefield, K. U. Jeong, S. Z. D. Cheng, G. R. Newkome,“Dendrimer-Metallomacrocycle Composites: Nanofiber Formation by Multi-Ion Pairing”Advanced Material, 2008, 20(7), 1381-1385. 影响因子:19.791

14. S.-H. Hwang, C. N. Moorefield,P. Wang, K.-U. Jeong, S. Z. D. Cheng, K. K. Kotta, G. R. Newkome, "Dendron-Tethered and Templated CdS Quantum Dots on Single-Walled Carbon Nanotubes,"Journal of the American Chemical Society2006, 128 (23), 7505-7509. [Chosen as a“Heart Cut”]. (指导的学生为第一作者). 影响因子:13.858

代表性研究专利(部分):

1. 王平山,王萌,刘倩倩,一种金属多孔三维网络结构聚合物催化材料及其制备方法,专利号:201510236800.8.

2. 王平山,林一帆,刘倩倩,一种金属多孔三维网络结构聚合物催化材料的应用,专利号:201510236006.3.

3. 王平山,伍暾,郭愿,一种联苯短链线性聚合物及其制备方法,专利号:CN201410192385.6.

4. 王平山,刘叠,曹宏达,王萌,三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料及其制备方法和应用,201410192383.7

联系方式:

王平山教授:chemwps@gzhu.edu.cn

蒋志龙副教授:89622962@qq.com

刘叠讲师:chem-ld@gzhu.edu.cn

伍暾讲师:chemwt@gzhu.edu.cn