结构有序的多孔晶体材料MCFs(mesoporous crystalline frameworks)同时具有功能框架和明确结构的孔道，表现高比表面积和非常大的孔径尺寸，组成和孔的结构都可调控，因此受到人们的广泛关注。通过新型多孔晶体结构的构筑能够形成丰富的活性位点、高效率的传质，从而为应用于能源领域提供广阔的机会与前景。

有鉴于此，复旦大学赵东元院士、内蒙古大学兰坤研究员等总结了MCFs的理性合成、独特结构，以及MCFs在能源领域的应用。

本文要点：

（1）

首先对各种合成方法进行总结，随后对结晶的控制、多孔相的形成、纳米结构等有关的基本原理以及相关的代表性工作进行重点介绍。随后分别从金属、金属氧化物、金属硫化物、MOF等材料组成分别详细讨论。之后，总结MCFs在电池、超级电容器、电催化、光催化等领域的应用。

（2）

对于MCFs的合成而言，目前的MCFs材料精确设计和控制仍非常困难，比如需要解决模板相互作用不充分、金属物种水解兼容性、稳定性等问题。过渡金属、稀土金属，以及其对应的硫化物、碳化物、氮化物等材料进行构筑MCFs材料的相关研究仍非常罕见，因为目前的主要研究仍局限在金属以及氧化物；目前如何精确的控制MCFs的孔径尺寸、孔壁厚度、表面积大小、纳米结构形貌、维度等参数仍并不清楚。如何精确的控制晶化度、晶相、生长方向、晶粒大小也非常困难；由于金属前驱分子的反应活性非常高，导致合成的重复性和产品的品质比较难以控制；DFT、有限元等理论计算模拟具有应用前景。

（3）

对MCFs的进一步发展前景、合成MCFs面临的挑战和困难、高效率能源领域的应用进行总结与讨论，这有助于未来先进材料的发展。

由于MCFs的多孔结构和晶体特点，具有快速扩散和表面接触较好的优势，因此在能源领域具有广阔发展前景。比如多孔结构有助于电池降低扩散距离，较高的比表面积和多孔通道能够在光催化和电催化领域产生更好的暴露和更有效与反应物接触。因此，晶体尺寸、晶体方向、晶面、形貌等合成参数需要更加精确的控制。原位表征、理论计算等能够有助于揭示中间体和反应机理等。大多数研究主要局限于少数种类的多孔结构，如何拓展更加广泛的多孔结构非常重要。多孔金属、金属硫化物、MOF、COF等MCFs在能源的转化和存储等领域具有广阔发展前景。

参考文献

Jialong Li, Rongyao Li, Wendi Wang, Kun Lan, Dongyuan Zhao, Ordered Mesoporous Crystalline Frameworks Toward Promising Energy Applications, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202311460

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202311460