金属有机骨架（MOF）材料具有可调金属节点和有机连接基的多孔晶体结构，最近在不同的应用领域引起了越来越多的关注。凭借其多功能和高度可调的组成和结构，构建空心结构将进一步赋予MOF更高的性能和可设计性。相对于大块MOFs，MOFs可以被认为是制备复杂中空纳米复合材料的一种很有前途的建筑单元，它具有质量传输速度快、活性成分多、活性位点暴露率高、相容性好等特点。

有鉴于此，北京大学邹如强研究员等人，对中空MOFs的结构设计策略和应用进行了综述，此外，总结介绍了其在传感、分离、存储、催化、环境修复、光化学和电化学能量转换等方面的优点、挑战和未来的潜力。

本文要点

1）中空结构赋予MOF巨大的优势，如更快的质量传输，更丰富的孔隙率，丰富的活性组分，更多的暴露活性位点以及对苛刻条件的更好相容性。因此，基于中空MOF的材料有望以更高的效率广泛应用于各种应用。迄今为止，在制备具有独特组成/结构和先进应用的新型空心MOFs方面取得了大量进展。还应注意，具有所需功能和特性的新型中空MOF的精确制造仍有待进一步研究。更普遍和简便的方法和形成机制的研究需要更多的努力和改进。

2）空心MOF的合成策略可归纳为模板导向法、界面诱导法和部分刻蚀法。这些方法对于制备理想的MOF基空心材料都有各自的优点和局限性。(1)模板导向法是通过模板成形效应精确控制空心MOF形态的直接而通用的路径。这些方法也为通过模板预封装将功能材料引入中空MOFs的空腔内提供了很大的便利。然而，由于模板形态和表面设计的特殊性、模板上MOF生长的可控性以及模板去除条件的适宜性等复杂多步骤操作的存在，阻碍了其广泛应用。(2)界面诱导法充分利用金属离子和有机配体在界面上相遇的界面反应，形成具有界面形状的薄MOF层。该方法方便、适用于大规模制备空心MOFs，合成和收集速度快，但形状和组分控制有待改进。(3)对预制MOF晶体进行部分刻蚀的方法在制备单晶空心MOFs中具有较大的优势。对内部芯体进行选择性蚀刻后，形成的MOFs壳层仍能保持其单晶结构。由于大多数MOFs对蚀刻剂和pH值敏感，因此对于单晶结构，应仔细进行蚀刻过程的精确调制。

3）尽管将空心MOF应用于各个领域已取得了许多成就，但是在有效利用基于MOF的空心材料方面仍然存在挑战。（1）仍然难以实现中空MOF的分层功能的精确可控和对内外表面的精确修饰。（2）腔体内某些中间体的积累仍难以实现对特定有价值或有毒分子的选择性传感响应和选择性催化活性。（3）空心MOF相对较差的稳定性和固有的不导电特性在一定程度上限制了它们的广泛应用，特别是在受电荷转移效率影响较大的电化学能量转换和存储系统中。

参考文献：

Tianjie Qiu et al. Pristine hollow metal‐organic frameworks: design, synthesis and application. Angew., 2020.

DOI: 10.1002/anie.202012699

https://doi.org/10.1002/anie.202012699