華南理工Science:構筑有序的宏觀-微孔金屬有機框架單晶

Allen 6年前 (2018-01-11) 7659瀏覽

【引言】

多孔材料由于其廣泛的工業應用，從氣體分離到催化，已經引起了相當廣泛的關注。拓撲特征（特別是各個孔隙中的孔隙大小以及這些孔隙的均勻性）是決定它們在特定應用中優異性能的關鍵因素。保持它們整體結晶序列的分層多孔結構的構建在理論上是可取的，因為高度有序的結構反過來可以顯著改善性能。目前已經有一些研究涉及到了上述理論，例如與納米晶TiO₂相比導電性和電子遷移率性能顯著提高的介孔TiO₂單晶，以及相對于無定形分子篩而言介孔晶體沸石分子篩具有更強的骨架酸性和穩定性。

【成果簡介】

北京時間2018年1月12日，華南理工大學李映偉教授聯合德州大學圣安東尼奧分校陳邦林教授（共同通訊）團隊在Science上發表了題為“Ordered macro-microporous metal-organic framework single crystals”的文章。團隊在金屬-有機框架（MOF）單晶內構筑了高度取向和有序的微孔，以單晶形式開辟了三維有序的宏觀-微孔材料（即同時含有宏觀和微觀孔的材料）的新紀元。該策略得益于聚苯乙烯納米球模板和雙溶劑誘導異質成核方法的強大成型效果。該過程協同地使MOFs在有序空隙內原位生長，使單晶具有定向的和有序的宏觀微孔結構。與傳統的多晶中空和無序孔ZIF-8相比，這種分層框架改善的擴散性質及其穩定的單晶性質使其具有優異的催化活性和對大分子反應的可回收性。

【圖文導讀】

圖1 SOM-ZIF-8的原位納米化合成及其結構印證