出手就是Science，MOF大牛Omar M. Yaghi今日突破！

小纳米

2020-08-10

第一作者：Zhe Ji

通讯作者：Omar M. Yaghi、Tong Li

通讯单位：加州大学伯克利分校、德国波鸿鲁尔大学

本文要点：

1. 发现原子探针层析成像可以揭示多金属MOFs中的金属排列

2. 实现多金属MOFs中的金属排列的精准调控

一般而言，MOFs中以一种金属与有机配体连接。但是，对于多组分MOFS而言，更多的金属节点意味着更多的官能团选择性，以及更丰富的催化性能。目前存在的问题在于，如何确定甚至调控多组分MOFs中不同金属的排列。这对于理解和和设计具有优异性能的多组分MOFs至关重要。

有鉴于此，加州大学伯克利分校Omar M. Yaghi和德国波鸿鲁尔大学Tong Li等人报道了一种检测和调控对组分MOFs中多种金属排列的新进展。

图1. 实验方法

要点1. 检测

利用原子探针层析成像，研究人员发现了MOF-74单晶中多种金属Co、Cd，Pb和Mn金属组合的金属序列。在MOF-74单晶中，金属形成氧化物棒状结构，这些氧化物棒通过有机配体连接形成蜂窝晶格。

图2. APT测试 

要点2. 调控

研究发现，通过改变不同金属的比例以及合成温度，可以精确调控多组分MOFs中金属的排列情况。结果表明，排列可以是随机的(Co, Cd, 120°C)，也可以是短的重复单元(Co, Cd, 85°C)，也可以是长的重复单元(Co, Pb, 85°C)，还可以是金属插入的形式(Co, Mn, 85°C)。

在3种晶体中，不需要改变对金属排列方式，研究人员可以在12个样品中，实现了Co金属元素的摩尔比就在0.4-0.9之间精准调控。

图3. MOF-74中的多金属排列

小结

这一研究为多组分MOFs中不同的金属排列形式提供了全新的理解，并为MOFs的研究和应用可能打开了新的局面。

参考文献：

Zhe Ji et al. Sequencing of metals in multivariate metal-organic frameworks. Science 2020, 369, 674-680.

DOI: 10.1126/science.aaz4304

https://science.sciencemag.org/content/369/6504/674