2025年11月3日下午，南燕大講堂第124講在北京大學(xué)深圳研究生院C棟125教室舉行。法國科學(xué)院院士、法國國家科學(xué)研究中心（CNRS）研究主任Christian Serre教授應(yīng)邀做客講堂，為師生帶來題為“Functional Metal-Organic Framework-Based Materials for Various Applications”（多功能金屬有機框架材料）的學(xué)術(shù)講座。講座由新材料學(xué)院助理教授王明超主持。
▲“南燕大講堂”現(xiàn)場
2025年10月8日，諾貝爾化學(xué)獎揭曉，三位從事金屬有機框架（Metal Organic Framework，MOF）材料研究的學(xué)者獲獎，彰顯了晶態(tài)框架材料的廣闊前景。MOF是由金屬離子或團(tuán)簇與有機配體通過配位鍵自組裝形成的結(jié)晶多孔材料，具有極高的比表面積和可調(diào)控的孔道結(jié)構(gòu)，被譽為“分子海綿”。通過調(diào)控金屬中心與有機配體，可實現(xiàn)對材料功能的精確設(shè)計，展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力。
▲Serre教授作學(xué)術(shù)報告
報告中，Serre教授從四個方面系統(tǒng)介紹了MOF材料，重點闡述了其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。他首先指出MOF在改善室內(nèi)空氣質(zhì)量方面的作用，其能夠高效吸附甲醛、揮發(fā)性有機化合物等有害物質(zhì)，吸附能力遠(yuǎn)超傳統(tǒng)材料。部分MOF材料還可在常溫或光照條件下催化分解氮氧化物，實現(xiàn)持續(xù)空氣凈化。
在催化領(lǐng)域，MOF可作為多相催化劑，其活性位點均勻分布于巨大的比表面積上，既可以是金屬節(jié)點，也可通過后修飾引入有機官能團(tuán)。反應(yīng)物分子在規(guī)整的納米孔道中高效擴散、富集并活化，從而高選擇性轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物。反應(yīng)結(jié)束后，固體MOF催化劑易于分離回收，兼具高效性與操作便利性。
在能源轉(zhuǎn)化方面，MOF衍生物可作為高性能電極材料，用于離子儲存；亦可設(shè)計為固態(tài)電解質(zhì)或隔膜修飾層，實現(xiàn)高效離子傳導(dǎo)并提升安全性。在燃料電池中，MOF可用于構(gòu)筑高效電催化劑，提高陰極氧還原反應(yīng)效率，助力清潔能源技術(shù)發(fā)展。
最后，Serre教授介紹了納米尺度MOF材料的精準(zhǔn)制備方法。通過優(yōu)化金屬離子與有機配體的自組裝過程，如采用微波輔助合成、選用特定表面活性劑等手段，可精確控制MOF晶核形成與晶體生長，獲得尺寸均一、形貌規(guī)整的MOF納米晶或納米薄膜，為其高端應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
▲現(xiàn)場師生認(rèn)真聆聽
講座尾聲，Serre教授以多國語言的“謝謝”致謝，現(xiàn)場師生報以熱烈掌聲。在交流環(huán)節(jié)，同學(xué)們踴躍提問，圍繞MOF材料的規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用、機器學(xué)習(xí)預(yù)測MOF性質(zhì)等前沿問題與Serre教授展開深入探討。最后，王明超教授為Serre教授贈送“南燕大講堂”紀(jì)念牌。
▲王明超教授向Serre教授贈送“南燕大講堂”紀(jì)念牌
