Chem. Rev.: 二维金属有机骨架材料：合成，结构，性质和应用

雨辰

2021-02-26

在金属有机骨架（MOF）的最新发展中，多孔层状配位聚合物（CP）由于其模块化的性质和可调节的结构而备受关注。这些因素使许多特性和应用成为可能，包括气体和客体的吸附，气体和小分子的存储和分离，催化，发光，传感，磁性以及能量存储和转换。在MOFs中，二维(2D)化合物也称为2D CPs或2D MOFs。自2004年发现石墨烯以来，二维材料也得到了广泛的研究。一些2D MOFs适合于剥离，作为类似于石墨烯和其他2D材料的超薄纳米片，使这些分层结构在各种技术应用中有用和独特。

有鉴于此，新加坡国立大学Jagadese J. Vittal等人，综述了2D MOF分层体系结构的不同方面，例如拓扑结构，互穿结构，结构转换，属性和应用。

本文要点

1）具有特定拓扑结构的二维MOFs的设计策略是将所需的孔隙率、光学、手性、催化性、电性和磁性结合在一起。这也取决于金属配体的比例、金属离子或金属团簇的性质、配位数、配位几何形状和配位环境、氧化态、电子性质以及有机间隔配体的性质，如刚性/柔韧性、长度、形状、几何形状和附着于它们的官能团。

2）最初，二维MOFs的研究大多是探索性的，只是为了认识到它们的网络体系结构和不同类型的纠缠，而不是对其性质或应用的认识，这是最近才开始出现的。换句话说，这个研究领域目前正在经历从设计和结构到性能和应用的下一个发展阶段。研究人员发现这些2D MOF的新颖而引人入胜的特性，例如机械，电（电导率，半导电性，热电性，压电性和铁电性等），光学（发光，双折射，非线性光学等），光电，磁性，手性分离和催化性能。将这些2D MOFs制作成纳米片，需要化学家、物理学家和材料科学家的努力。

3）这些高度结晶的材料由于易于通过单锅自组装法形成而非常有吸引力。尽管在2D MOF领域取得了长足的进步，但高质量、可控结构的大规模生产等挑战仍然存在。内在缺陷和外在缺陷对器件性能的影响对于器件的制造非常重要，但目前人们对其影响的认识还不够深入。现在，具有各种网络拓扑结构和缠结的2D MOF库可用于制造基于MOF的设备。

参考文献：

Gouri Chakraborty et al. Two-Dimensional Metal-Organic Framework Materials: Synthesis, Structures, Properties and Applications. Chem. Rev., 2021.

DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c01049

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c01049