近日,雷競(jìng)技官網(wǎng)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院2021級(jí)碩士生鄧娟在化學(xué)領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊德國(guó)應(yīng)用化學(xué)Angew. Chem. Int. Ed.(影響因子16.823,JCR Q1,中科院一區(qū),Nature 指數(shù)期刊)上發(fā)表題為“Towards Automated Microfluidic-based Platforms: Optimizing Hydrogenation Efficiency of Nitrobenzene through π-π Interactions in Pd Nanoparticles on Covalent Organic Frameworks”的研究文章,這是雷競(jìng)技ray官網(wǎng)碩士生為第一作者、學(xué)校為唯一通訊單位在Angew. Chem. Int. Ed.發(fā)表研究成果,也是能源化工微反應(yīng)研究領(lǐng)域的突破性研究進(jìn)展。
本工作報(bào)道了一種開放式的自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(以下稱PPAM),該平臺(tái)分為“Put”和“Play”兩個(gè)部分:“Put”區(qū)塊首先通過(guò)3D掃描儀快速建模非封閉通道模塊,繼而在優(yōu)化通道路徑后使用載有催化劑墨水的書寫筆進(jìn)行全自動(dòng)均勻涂覆,經(jīng)過(guò)干燥和封裝后模塊被轉(zhuǎn)移到“Play”區(qū)塊進(jìn)行所需反應(yīng),整個(gè)過(guò)程在完成器件組裝、模塊掃描、催化劑涂覆等過(guò)程一體化、智能化的同時(shí),避免了傳統(tǒng)微流控反應(yīng)器中非均相催化劑的單一局限性。此外,PPAM憑借其開放且可組裝串聯(lián)的特點(diǎn),可以根據(jù)場(chǎng)景需求進(jìn)行不同類型的氣液固三相反應(yīng),在本工作中僅通過(guò)催化劑和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單調(diào)整和調(diào)配,強(qiáng)化了共價(jià)有機(jī)框架(COF)層間的π-π堆疊相互作用,實(shí)現(xiàn)電荷遷移高效化的同時(shí)大幅度地提高了催化效率。


相比于傳統(tǒng)反應(yīng)器,PPAM平臺(tái)具有易操作、自動(dòng)化、高性能、可循環(huán)和可組裝這五個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn),通過(guò)在此開放平臺(tái)上的理論模擬和實(shí)驗(yàn)研究,該工作建立催化劑性能提高和反應(yīng)器設(shè)計(jì)之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制和模型,這為非均相催化用于連續(xù)反應(yīng)器提供了新的思路。
文章的共同第一作者是雷競(jìng)技ray官網(wǎng)博士生蔡越己,通訊作者為于超教授。于超教授入職以來(lái),已作為通訊作者在國(guó)際頂級(jí)期刊Adv. Funct. Mater.,Adv. Energ. Mater.,J. Hazard. Mater.,國(guó)內(nèi)頂級(jí)期刊Nano Res.,Rare Metals發(fā)表論文7篇。研究成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(2220081350)、雷競(jìng)技ray官網(wǎng)博士科研啟動(dòng)費(fèi)等項(xiàng)目資金支持。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202302297

