AFM: 金属-有机骨架面向应用的后合成改性
雨辰 雨辰 2020-10-12

金属-有机骨架(MOF)化合物的后合成修饰(PSM)是一种有用的技术,用于制备可以表现出或增强母体MOF的许多特性的新MOF。PSM可以通过多种方法进行,例如修饰连接基(配体)和/或金属节点,以及客体物种的吸附/交换。可以修改MOF的表面环境,以增加结构稳定性并引入所需的特性。应用PSM可扩大金属或配体相容性的MOF的应用范围。

有鉴于此,印度科学研究所Sukhendu Mandal等人,综述了近年来应用PSM改性材料的研究进展,为MOFs的化学改性和功能化提供了有益的参考,有序地介绍了不同类型的PSM方法,并描述和讨论了所得框架的各种应用。

本文要点

1应用领域对新型高效功能材料日益增长的需求,为框架化合物的标准合成方案之外的思考提供了必要的推动力。需要考虑到,在传统的框架化合物如铝硅酸盐和铝磷酸盐中不存在通用的后合成可能性。在此类化合物中,通常会修饰骨架外离子,从而限制了这些化合物的整体功能。因此,MOF化合物的PSM提供了一种可行和有用的方法来调整制备的MOFs,使其具有选择性的使用。

2PSM为准备好的MOF引入了新的功能,需要将其视为实现功能化MOFs的一种重要方法。此外,可以将制备的MOF的PSM作为研究固态有机交换反应的机会。PSM MOFs所带来的化学和物理性质的变化也为研究和开发这些化合物提供了新的机会。PSM方法目前涉及到材料化学的许多重要方面:结构-性质-功能关系、表面功能化、生物分子结合导致生物技术应用等。从上面的描述可以看出,MOFs的PSM无疑有着突出而重要的影响。PSM可能会使许多MOF在功能上具有吸引力,可利用传统构架化合物所设想的许多特性。

3可以肯定地说,通过PSM和相关方法。MOF的PSM已经改善了性能,并为许多领域的应用铺平了道路,例如气体吸附和分离,铁电/磁行为,非均相催化,纳米材料的模板合成等。MOF的PSM的简便方法对于化学的未来非常重要,因为所得的新材料将展现出卓越的功能和特性。在催化领域,可调节的孔结构,高表面积,自由官能度(基团)以及最重要的化学稳定性使PSM-MOF成为催化剂合成的模板和/或作为更好的催化剂本身(尤其是单位点多相催化。具有高热稳定性和化学稳定性的PSMMOF导电性增强,使其在光电器件材料领域得到了广泛应用。

参考文献:

Sukhendu Mandal et al. Post‐Synthetic Modification of Metal–Organic Frameworks Toward Applications. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202006291

https://doi.org/10.1002/adfm.202006291


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催化;燃料电池;多孔炭材料;炭气凝胶;隔热

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