Angew. Chem. Int. Ed. ：具有酸堿緩沖效應的穩定性MOF材料的制備以及固定CO2的應用

【引言】

在酸性、中性或堿性水溶液中，大多數金屬有機骨架（MOFs）不能保持其物理和化學性質，限制了它們在許多領域的實際應用。因此如何提高MOF材料的穩定性，一直是一個值得探索的問題。受到酸堿緩沖溶液的啟發，本文首次提出利用固體酸堿緩沖策略提高MOFs材料的穩定性。

【成果簡介】

近日，東北師范大學的朱廣山教授和南佛羅里達大學的馬勝前教授（通訊作者）等人，設計合成含有酸和堿雙官能團的有機配體作為固體緩沖保護對，保證多孔MOF（JUC-1000）能夠在水性溶液中保持穩定；同時在低PH值和高PH值下保持其結構完整性。由于高的CO₂吸附量、高穩定性和多催化位點，JUC-1000展現了出色的CO₂化學固定效果。相關成果以“A Stable Metal–Organic Framework Featuring a Local Buffer Environment for Carbon Dioxide Fixation”為題發表在Angewandte Chemie International Edition上。

【圖文導讀】

圖1 MOF固體緩沖策略示意圖

構筑MOFs材料的固體緩沖策略示意圖。

圖2材料的合成結構示意圖

材料的合成結構示意圖。

圖3 晶體的孔道結構示意圖

（a， b，c）材料內含有的三種孔道結構以及簡化積塊；（d，e）多孔結構堆積示意圖。

圖4 JUC-1000的比表面積及其孔徑分布圖

77K的氮氣脫吸附曲線和孔徑分布圖（插入圖，采用DFT方法計算）。

圖5 JUC-1000和多種經典MOFs材料的穩定性對比示意圖

MOFs材料在77K的氮氣脫吸附曲線及其XRD圖譜：

（a，b）JUC-1000；

（c，d）HKUST-1；

（e，f）MOF-74（Mg）；

（g，h）UiO-66；

（i，j）UiO-66-NO₂；

（k，l）ZIF-8。

【小結】

本文采用自制的含有酸堿官能團的有機配體，獲得了一種化學性能穩定的Cu-MOF（JUC-1000）。得益于JUC-1000中的酸堿對和金屬位點，這種材料可以化學定位CO₂成環碳酸酯。該方法具有非常好的開拓性和創新性，這為設計和制備高穩定的多孔MOFs開辟了新思路。

文獻鏈接："A Stable Metal–Organic Framework Featuring a Local Buffer Environment for Carbon Dioxide Fixation" （Angewandte Chemie International Edition, 2018, DOI: 10.1002/anie.201801122）。

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