2024年7月26日,湖北省科技创新大会在武汉召开。会上颁发了2023年度湖北省科学技术奖,我院谭必恩教授团队的项目《有序共价三嗪框架的构筑及其应用》荣获湖北省自然科学奖一等奖,获奖人包括谭必恩、金尚彬、王科伟、刘满营和胡勋亮。
共价三嗪框架材料(Covalent Triazine Framework,CTF)是一类稳定的富氮共轭框架材料,在催化、能源转化与存储等领域具有广阔的实际应用前景。但传统的CTF材料存在合成条件相对苛刻(高温或强酸催化),单体来源较为有限,难以合成具有本征且高度有序结构的材料,限制了其大规模制备、结构多样性设计以及实际应用。
谭必恩教授团队针对CTF材料存在的相关挑战,依托国家重点研发项目、国家自然科学基金和湖北省创新群体等项目,围绕CTF发展面临的关键科学问题,开展了系统性研究。
团队提出了低温缩聚反应构建CTF材料的新策略。通过醛、脒类单体的缩合聚合,成功实现了在温和条件下CTF材料的制备。这种低温(80-120 °C)缩聚合成方法相比高温(400 °C)离子热法与超强质子酸法,可以避免材料碳化、催化剂残留和强腐蚀性危险等问题。此外,他们还发展了基于单体浓度调节制备高有序性CTF的新思路。基于缩聚反应体系,分别采用前体氧化法和单体滴加法控制醛基单体浓度来调节成核速度,合成得到了高度有序的CTF。他们进一步深入探索了CTF的结构调控及其在催化、能源转化与存储等相关技术中的应用。
项目的研究成果得到国际学术界的高度评价和广泛引用,确立了团队在有机多孔材料领域的国际领先地位。《德国应用化学》编辑部以“超级光催化剂:结晶共价三嗪框架”为题专文点评CTF的低温合成策略,指出:“这一新颖简单的合成途径可能是结晶三嗪框架结构产业化生产的起点”。
谭必恩教授团队长期致力于有机多孔材料的合成与应用研究,取得了一系列重要研究进展。此次获奖是该团队“多孔有机聚合物构建新策略及其应用”项目获2016年度湖北省自然科学奖一等奖后,再次获此殊荣。