加州大學&加州州立大學Angew ：有機金屬框架中，同桿螺旋填料提高金屬位點的最高的密度方法

【引言】

在多孔材料中發現，主客體之間是化學力推動的金屬位與配位溶劑含有許多應用的機會。但是，這些金屬位點很難制備鋰基材料，因為鋰與過渡金屬不同，它的配位數少，很難形成框架結構和客體鍵。這一挑戰可以通過模仿MOF-74中官能團比和金屬-配體電荷比來解決。本文通過調控金屬-配位物的電荷比和官能團的比例，獲得了一種提高金屬位點的新方法。

【成果簡介】

近日，美國加州大學Pingyun Feng和加州州立大學Xianhui Bu（通訊作者）等人，獲得了棒包Li的有機框架結構（CPM-47、CPM-48、CPM-49）。這些材料具有極高的客體鍵Li位點密度，和不尋常CPM系列中的同心螺旋桿包裝，這與在MOF-74中通過相反螺旋度的螺旋進行異螺旋桿包裝不同。這一工作表明在無機-有機多孔材料中，開發高密度客體結合金屬位點的新化學和結構可能性。相關成果以“Homo-Helical Rod Packing as a Path Toward the Highest Density of Guest-Binding Metal Sites in Metal-Organic Frameworks”為題發表在Angew上。

【圖文導讀】

圖1 CPM-47的組裝、孔道以及和MOF-74之間的比較圖

（a）自組裝CPM-47自組裝圖；

（b）CPM47中的螺旋鏈和橋接相鄰螺旋鏈所形成的三角通道；

（c）沿c軸的透視圖顯示了CPM-47至CPM-49中的三角形通道；

（d，e）CPM-47和MOF-74之間的比較圖：無機鏈的形成、鏈上金屬顆粒的分布和通道的頂視圖和客體金屬位點的排列。

圖2 CPM-47和CPM-49的氣體吸附圖

CPM-47和CPM-49的氣體吸附圖。

【小結】

本文找到了一種材料設計理論，來確定核心化學和結構標準。作者早前關注多成分系統的合成，本文關注一元金屬和一元配體，著重研究金屬-配位物的電荷比和官能團的比例。文中制備了棒包Li的有機框架結構，采用苯酚和羧酸酯官能團的連接劑。這種結構模仿MOF-74，揭示獲得高密度客體金屬位點的結構材料的可能性。文中體現了設計原則的另一個極限，這與作者開發的孔隙空間分區的方法形成鮮明對比，該方法具有由客體結合金屬位點，全部轉換由從框架重新定位到孔中心的能力。這種控制客體結合位點的理論密度和位置的方法，使得開發一種材料成為可能，以實現針對各種應用的可調特性。

文獻鏈接：Homo-Helical Rod Packing as a Path Toward the Highest Density of Guest-Binding Metal Sites in Metal-Organic Frameworks（Angew, 2018, DOI: 10.1002/anie.201802267）。

歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀，投稿郵箱tougao@cailiaoren.com。

材料牛專注于跟蹤材料領域科技及行業進展，這里匯集了各大高校碩博生、一線科研人員以及行業從業者，如果您對于跟蹤材料領域科技進展，解讀高水平文章或是評述行業有興趣，點我加入材料人編輯部。

材料測試，數據分析，上測試谷！