金属-有机骨架（MOF）是一种新型的结晶多孔材料，其在气体储存和分离，催化，传感器，药物递送等有着广泛的应用。特别是，由于MOF可以桥接有机连接基，具有可改变的结构和固有的孔隙度，因此它们对多种反应显示出令人鼓舞的催化潜力。但是，由于低质量的渗透性，差的电导率和有机配体对活性金属中心的阻塞等缺点，MOF的催化活性仍然受到很大限制。近日，中科院化学研究所韩布兴院士，张建玲课题组提出了一种CO₂定向的合成MOF纳米片的途径。这种策略可生产出具有超薄厚度（约 10 nm），超小横向尺寸（约 100 nm）和纳米片表面上丰富的不饱和配位金属位点的MOF纳米片。这些组合的特征赋予了合成后的MOF纳米片催化化学反应的许多优势，尤其是促进了反应物分子到达催化活性位点的方法。

文章要点:

1）这项工作中合成的N-Cu（BDC）的高催化活性可以归因于比通过水热法合成的N-Cu（BDC）较小的粒径和更多的不饱和金属位点。首先，由CO₂合成的N-Cu（BDC）在所有三个维度上均具有纳米尺寸，这有利于增加催化活性位点的密度。其次，通过CO合成的N的Cu（BDC）2对可用于催化表面丰富的不饱和配位Cu位，其优于无法催化的MOF的休眠且完全配位的框架金属离子。由于这些独特的特性，与B-Cu（BDC）相比，合成后的N-Cu（BDC）表现出大大增强的催化醇氧化反应的活性。

2）研究了CO₂定向路径在形成其他MOF纳米片时的多功能性。具有不同金属离子和有机配体的MOF纳米片，即Co（BDC），Cu（1,4-NDC）（1,4-NDC = 1,4-萘二甲酸酯），双金属（Co，Ni）（ BDC）成功地合成。而且，CO₂定向的路线可以应用于Cu(BDC)纳米片的大规模合成。

总之，CO₂对于MOF材料合成而言是简便，快速，可调节，高产量，低能耗且对环境无害的。更重要的是，它可以应用于具有所需结构和功能的其他MOF和基于MOF的材料的制造。

Zhang, F., Zhang, J., Zhang, B. et al. CO₂ controls the oriented growth of metal-organic framework with highly accessible active sites. Nat Commun 11, 1431 (2020).

DOI：10.1038/s41467-020-15200-4

https://doi.org/10.1038/s41467-020-15200-4