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男, 忻州师范学院, 教授/研究员/教授级高工或同等级别
学习/工作经历
2002年9月至2006年7月 山西大同大学,化学系,获化学教育专业学士学位;
2006年9月至2009年7月 首都师范大学,化学系,获物理化学专业硕士学位;
2009年7月至2012年8月 康龙化成(北京)新药技术有限公司工作;
2012年9月至2016年11月 华东师范大学,化学与分子工程学院,获无机化学专业博士学位;
2017年12月至今,忻州师范学院任教师,从事有机化学教学,工作以来承担多项MOFs类多孔材料相关研究课题。
研究领域和兴趣
MOFs基材料功能化修饰、二氧化碳捕获与富集、手性MOFs材料合成及应用、水中污染物吸附及降解
主要业绩
本人长期聚焦金属有机框架材料的可控合成与功能化研究,围绕“结构精准调控—性能定向优化—机制系统解析”这一主线持续深耕,逐步形成了特色鲜明、层次清晰的研究体系。近年来,主要学术贡献与创新点体现在以下四个方面。
一、开发“甲酰基预置—后修饰功能化”合成策略,拓宽功能化MOFs材料的合成路径
通常情况下,MOFs的供价后修饰多依赖于含氨基有机配体,由于氨基可以利用的条件温和的化学反应有限,引入基团和拓展方式趋于饱和。本人转化思路,设计将高反应活性甲酰基提前嵌入配体骨架,利用其在合成过程中不参与配位的特性,确保骨架完整。
目前实验室已经可以成熟地合成了单甲酰基功能化UiO-66和MIL-101(Cr)以及双甲酰基功能化UiO-66。甲酰基功能化UiO-66的合成中我们创新性地使用N,N-二乙基甲酰胺(DEF)作为反应溶剂,以及更低的反应温度有效避免了副反应,从而保留了甲酰基。合成甲酰基功能化MIL-101(Cr)的挑战是该材料需要在220 ℃的温度下反应8 h,为了保护甲酰基不被氧化,我们选择了2-甲酰基对苯二甲酸的同分异构体3-羟基-1-氧-1,3-二氢异苯并呋喃-5-甲酸作为桥联体的前驱体,成功获得了该材料。
开发了四种后修饰合成路径,一是通过串联席夫碱缩合反应和硼氢化钠还原反应,高效引入芳香族萘胺、脂肪族伯胺、脂肪族伯胺、脂肪族仲叔胺;二是通过Knoevenagel缩合反应,将含有活泼α氢的官能团引入框架结构中,我们已经利用甲酰基和丙二腈的反应成功引入了氰基;三是利用Leuckart还原胺化反应可以在酸性条件下将叔胺引入框架结构,目前以N,N-二甲基甲酰胺(DEF)、N,N-二乙基甲酰胺(DEF)和N-甲酰基哌嗪等作为原料已经合成一系叔胺功能化MIL-101(Cr);四是利用Aldol缩合反应(羟醛缩合反应),以丙酮为反应底物,L-脯氨酸作为催化剂合成了含有手性中心的MIL-101(Cr)。甲酰基通过适当的有机反应转化为不同的官能团,实现了基于MOFs母体的模块化构建,显著拓展了MOFs后修饰的空间和思路。
二、通过引入高密度含氮化合物,合成高效CO₂捕获材料,实现空气氛围下CO₂的选择性吸附
在以往的研究中,胺功能化MIL-101的合成主要通过氨基和配位不饱和Cr之间的配位反应来实现,存在的弊端就是这样的配位键稳定性较低,功能基团容易流失。我们以MIL-101(Cr)-CHO为前体,通过串联席夫碱缩合反应和硼氢化钠还原反应,合成了MIL-101-EN、MIL-101-DMEDA、MIL-101-DMPDA和MIL-101-TAEA等胺功能化MOFs材料,其中,MIL-101-TAEA通过精准调控胺支化度与空间位阻,获得氮质量分数高达8.9%、比表面积仍保持1444 m² g⁻¹的MIL-101-TAEA。该材料在491 ppm CO₂气氛中循环16次后仍维持60%吸附容量,CO₂/N₂选择性达到172,综合指标位居同期报道前列。该工作被ACS Sustainable Chem. Eng.选为封面亮点,并被多位院士团队在Prog. Mater. Sci.中作为“胺后修饰典范”重点介绍,推动了MOFs气体分离研究从“高浓度筛分”走向“低浓度捕集”。
三、构建“化学吸附—π作用—氢键”多重协同机制,实现水中四环素的高效去除与循环再生。
面向抗生素污染治理难题,本人设计甲酰化UiO-66材料,利用甲酰基与四环素分子间氢键、π-π堆积及静电吸引的协同作用,将理论饱和吸附量提升至199 mg g⁻¹;同时通过配体缺失诱导介孔生成,缩短传质路径,使平衡时间由文献常见的6小时缩短至150分钟。该材料在pH 2–10范围内保持结构完整,经5次再生后去除率仍高于75%,为MOF在水处理中的长周期运行提供了实验依据。
围绕上述创新点,以第一发明人获授权发明专利5项,涵盖关键配体、功能化路径及材料应用,形成较为完整的自主知识产权链条;其中2项专利已获同行企业意向转化,进入实质性许可谈判。担任J. Hazard. Mater.、Micropor. Mesopor. Mat.等SCI期刊审稿人,累计审稿百余篇;多次受邀在国内学术会议作邀请报告,促进领域交流。依托研究成果,指导研究生获山西省优秀硕士学位论文2人次,本科生获国家级大学生创新创业项目3项,形成了“科研—教学—人才培养”良性互动。
综上所述,本人以MOF功能化与环境应用为核心,在策略创新、性能突破与机制解析三个层面取得了系统成果,相关论文发表于SCI源刊10余篇,其中一区/二区论文5篇;授权发明专利5项;研究成果被国际权威综述正面评价并广泛引用,体现出较强的学术影响力与持续创新能力。未来将继续围绕“双碳”战略与污染防治国家需求,聚焦MOF材料的绿色合成与多介质污染协同控制,力争在基础理论创新与实际应用推广两端取得新的突破。
代表成果
1.论文
(1) 董智云; 席福贵; 李芮萱; 岳琦; Synergistic Effects in a Homochiral Metal−Organic Framework Enable Enhanced Enantiomeric Discrimination and Ultrasensitive Detection of Disulfide Containing Biomarkers, ACS sensors, 2026, 11(3) ,2510-2519. ( 本人标注: 共同通讯作者 )
(2) 席福贵; 李都; 闫周瑞; 王慧; 相俊宇; 董智云; 官能化锆基金属有机骨架材料去除水体中四环素性能, 无机化学学报, 2025, 41(4): 683-694. ( 本人标注: 唯一第一作者, 唯一通讯作者 )
(3) Xi, Fu-Gui; Dong, Zhi-Yun; Li, Yan; Lu, Yu-Sheng; Pan, Cai-Xia; Liu, Cheng-Qi; Qiao,Yong-Sheng; Preparation of isoreticular MIL-101(Cr) based on pre- and post-synthetic strategy and study for carbon dioxide capture, Journal of Molecular Structure, 2025, 1321, 139802.( 本人标注: 唯一第一作者, 共同通讯作者)
(4) 董智云; 张楠; 魏晓楠; 李艳; 刘成其; 赵三虎; 席福贵; Facile fabrication formyl-tagged Zr-MOF and functionalized for Fe3+ fluorescence detection, Materials Letters, 2022, 317, 132117. ( 本人标注: 唯一通讯作者 )
(5) Xi, Fu-Gui; Sun, Wei; Dong, Zhi-Yun; Yang, Ning-Ning; Gong, Teng; Gao, En-Qing; An: In-situ approach to functionalize metal-organic frameworks with tertiary aliphatic amino groups,Chemical Communications, 2020, 56(86): 13177-13180. ( 本人标注: 唯一第一作者, 共同通讯作者 )
2.发明专利
(1) 席福贵; 董智云; 范建凤; 李芮萱; 韩烨; 一种脂肪族叔胺功能化锆基金属有机框架材料及制备方法,
2020-11-19, 中国, ZL202010096934.5
(2) 席福贵; 董智云; 范建凤; 李芮萱; 韩烨; 一种脂肪族叔胺功能化铬基金属有机框架材料及制备方法,
2021-11-19, 中国, ZL202010097078.5.
(3) 席福贵; 董智云; 范建凤; 白鹏涛; 薛冬; 一种脯氨酸及衍生物功能化手性金属有机框架材料及合成
方法, 2021-09-03, 中国, ZL202010097079.X (专利)
(4) 席福贵; 董智云; 范建凤; 赵三虎; 张佳琪; 董芝彤; 一种合成1-氧代-1,3-二氢-3-羟基苯并呋喃-5-
甲酸的方法, 2021-04-30, 中国, ZL201910815574.7 (专利)
(5) 席福贵; 董智云; 赵三虎; 范建凤; 董芝彤; 张佳琪; 一种1-氧代-1,3-二氢-3-羟基苯并呋喃-5-甲酸
的制备方法, 2021-04-13, 中国, ZL201910809442.3 (专利)
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