吴明燕

男， 中国科学院福建物质结构研究所， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1998年9月至2002年7月 陕西师范大学化学化工学院 获学士学位
2002年9月至2007年6月 中科院福建物质结构研究所 获博士学位
2007年7月至2009年12月 中科院福建物质结构研究所 助理研究员
2010年1月至2015年12月 中科院福建物质结构研究所 副研究员
2016年1月至今 中科院福建物质结构研究所 研究员
2018年3月至今 中科院福建物质结构研究所 课题组长

研究领域和兴趣

晶态多孔材料的合成与应用

主要业绩

体分离和纯化是化学和化工领域的关键过程，与国民经济发展息息相关。传统的气体分离方法主要是基于饱和蒸气压和溶解性的精馏法和液体吸附法，但由于被分离的气体具有相似的物理和化学性质，这一过程经常需要极低的温度并伴随着巨大的能源消耗。因此，亟需开发一种能够在常温常压下可实现高效气体分离的新方法。目前，基于物理吸附的气体分离方法具有能耗低、选择性高和操作简单等优点，因此最具应用前景。该方法的核心是开发具有选择性吸附性能的多孔材料。由于晶态多孔材料具有明确的周期结构、可调节的孔道尺寸以及可修饰的孔道环境等优点，从而使其成为最好的选择性气体分离材料。目前，虽然用于气体分离的晶态多孔材料的研究取得了一定进展，但是仍有一些科学问题需要解决：①晶态多孔材料的合成方法学尚不完善，仍需探索精确调控晶态多孔材料结构的方法；②对于不同的气体分离体系，缺乏精确修饰孔道环境（孔尺寸、电子环境）的有效策略，分离效率亟待提升。
针对上述问题，申请人在面向气体分离的晶态多孔材料的制备、结构及性能调控等方面开展了系统的研究工作，创新性地利用“取代基控制配体构象”的合成策略，实现了具有不同孔道结构的晶态多孔材料的可控制备，并以此为基础通过精确调孔道环境实现了高选择性的气体分离，具体系列创新性成果如下：
(a) 晶态多孔材料的合成策略：以气体分离为导向，针对晶态多孔材料的可控制备创新性地利用“取代基控制配体构象”的合成策略构筑了系列晶态多孔材料，实现了具有不同孔道结构的晶态多孔材料的可控制备，为材料的精准制备与性能优化指明了方向。(J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 15020; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 16939; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 14622; CCS Chem. 2021, 3, 1701)
(b) 孔道结构的精确调控：利用不同官能团以及电荷分离的配体可以精准调控孔道的大小与形状、强吸附位点以及孔道的极性等微环境，实现了不同气体分子的精准辨识。(Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 7547; Adv. Mater. 2017, 29, 1703301; Nano Res. 2021, 14, 2584. CCS Chem. 2021, 3, 1352)
(c) 高选择性和高容量分离：针对乙炔/二氧化碳，氮气、二氧化碳以及乙烯乙烷等分离体系，利用上述具有不同孔道环境的多孔材料，均可实现高选择性和高容量分离。(Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 10828; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202201646; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202210343; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202210012.)
上述研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.（9篇）、J. Am. Chem. Soc.（2篇）、Adv. Mater.（1篇）、Nat. Commun.（1篇）、CCS Chem.（2篇）、ACS Sustain. Chem. Eng.（1篇）、ACS Appl Mater. Inter.（1篇）、Nano Res.（1篇）和Chem. Sci（3篇）等国际高水平专业期刊上，其中部分研究成果获2019年度福建省自然科学一等奖（本人排名第二，获奖证书见附件1）。主持国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目、福建省杰出青年基金和中科院重点部署项目，入选中科院青年创新促进会并获优秀会员基金资助，获得中科院海西研究院“百人计划”称号.

代表成果

1. Chen, C.; Guan, H.; Li, H.; Zhou, Y.; Huang, Y.; Wei, W.; Hong, M.; Wu, M.Y.*, A Noncovalent pi-Stacked Porous Organic Molecular Framework for Selective Separation of Aromatics and Cyclic Aliphatics. Angew. Chem. Int. Ed. 61 (24), 2022, 10.1002/anie.202201646.
2. Di, Z.; Liu, C.; Pang, J.; Zou, S.; Ji, Z.; Hu, F.; Chen, C.; Yuan, D.; Hong, M.; Wu, M.Y.*, A Metal-Organic Framework with Nonpolar Pore Surfaces for the One-Step Acquisition of C2 H4 from a C2H4 and C2H6 Mixture. Angew. Chem. Int. Ed. 61 (42)，2022, 10.1002/anie.202210343.
3. Li, H.; Liu, C.; Chen, C.; Di, Z.; Yuan, D.; Pang, J.; Wei, W.; Wu, M.Y.*; Hong, M., An Unprecedented Pillar-Cage Fluorinated Hybrid Porous Framework with Highly Efficient Acetylene Storage and Separation. Angew. Chem. Int. Ed. 60 (14), 2021, 10.1002/anie.202013988.
4. Di, Z.; Liu, C.; Pang, J.; Chen, C.; Hu, F.; Yuan, D.; Wu, M.Y.*; Hong, M., Cage-Like Porous Materials with Simultaneous High C2H2 Storage and Excellent C2H2 /CO2 Separation Performance. Angew. Chem. Int. Ed. 60 (19), 2021, 10.1002/anie.202101907.
5. Cao, Z. M.; Li, G. L.; Di, Z. Y.; Chen, C.; Meng, L. Y.; Wu, M.Y.*; Wang, W.; Zhuo, Z.; Kong, X. J.; Hong, M.; Huang, Y. G.*, From a Metal-Organic Square to a Robust and Regenerable Supramolecular Self-assembly for Methane Purification. Angew. Chem. Int. Ed. 61 (48), 2022, 10.1002/anie.202210012.
6. Pang, J.; Di, Z.; Qin, J. S.; Yuan, S.; Lollar, C. T.; Li, J.; Zhang, P.; Wu, M.Y.*; Yuan, D.; Hong, M.; Zhou, H. C.*, Precisely Embedding Active Sites into a Mesoporous Zr-Framework through Linker Installation for High-Efficiency Photocatalysis. J. Am. Chem. Soc. 142 (35), 2020, 10.1021/jacs.0c05758.
7. Chen, C.; Di, Z.; Li, H.; Liu, J.; Wu, M.Y.*; Hong, M., An Ultrastable π–π Stacked Porous Organic Molecular Framework as a Crystalline Sponge for Rapid Molecular Structure Determination. CCS Chemistry 4, 2022, 10.31635/ccschem.021.202100910.
8. Pang, J.; Yuan, S.; Du, D.; Lollar, C.; Zhang, L.; Wu, M.Y.*; Yuan, D.; Zhou, H. C.*; Hong, M., Flexible Zirconium MOFs as Bromine-Nanocontainers for Bromination Reactions under Ambient Conditions. Angew. Chem. Int. Ed. 56 (46), 2017, 10.1002/anie.201709186.
9. Hu, F.; Liu, C.; Wu, M.Y.*; Pang, J.; Jiang, F.; Yuan, D.*; Hong, M., An Ultrastable and Easily Regenerated Hydrogen-Bonded Organic Molecular Framework with Permanent Porosity. Angew. Chem. Int. Ed. 56 (8), 2017, 10.1021/jacs.7b09973.
10. Pang, J.; Yuan, S.; Qin, J.; Liu, C.; Lollar, C.; Wu, M.Y.*; Yuan, D.; Zhou, H. C.*; Hong, M., Control the Structure of Zr-Tetracarboxylate Frameworks through Steric Tuning. J. Am. Chem. Soc. 139 (46), 2017, 10.1021/jacs.7b09973.

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