Acc. Chem. Res.：软模板法合成层状多孔MOF

Nanoyu

2022-07-31

在过去的几十年里，由金属节点和多主题有机连接物组装而成的金属−有机骨架(MOF)得到了迅速的研究。凭借其模块化组装模式，它们可以根据所需的功能进行定制，以满足众多潜在的应用。然而，大多数最初报道的MOF仅限于微孔区域，限制了它们在涉及主体分子的情况下的实际应用。因此，研究的注意力立即转向通过扩展二级结构单元或有机配体来扩大骨架的固有孔径。遗憾的是，更多的扩链配体的合成往往是繁琐的，而且大多数得到的MOF不够稳定，限制了它们的推广。软模板策略被认为是一种很有前途的制备分级多孔MOF（HPMOF）的方法，尽管早期的尝试通常是失败的，表面活性剂自组装和MOF前体在有机相中的引导结晶过程之间不兼容。因此，开发一种合理的软模板策略来实现对HPMOF的形貌和孔隙率的精确控制具有重要意义。

近日，华东理工大学顾金楼教授综述了课题组在软模板法制备的HPMOF的开发和应用方面的最新进展。强调了使用软模板策略合成HPMOF的关键问题。

文章要点

1）为了加强模板剂与MOF前驱体之间的相互作用，引入了长链一元酸策略来合成有机相中具有不规则介孔的HPMOF。然后，为了提高介孔的有序性，开发了一种以两性表面活性剂为模板的水相合成方法来制备有序的HPMOF。

2）为了进一步扩大分子筛的孔径，使其合成条件与表面活性剂的自组装相适应，提出了一种盐渍物种诱导自组装策略，并结合共聚物模板的结构导向性，合成了一系列具有大中孔甚至大孔的HPMOF。

3）这种盐渍离子介导的自组装(SIMS)策略为改变HPMOF的孔大小、孔结构、形貌和化学组成铺平了道路。得到的HPMOF中分离但紧密相连的分级孔不仅可以实现快速的传质，而且可以分离不同尺寸的客体分子，因此它们适合于广泛的应用，包括蛋白质消化、级联催化、酶辅助底物传感和DNA切割。

4）作者最后总结了这一快速发展领域的局限性、挑战和未来发展。这种对软模板策略的概述不仅为理解模板和MOF之间的组装过程提供了有趣的见解，而且还启发了从不同方面优化HPMOF的性能，以满足所需的应用。

参考文献

Ke Li, Jian Yang, and Jinlou Gu, Hierarchically Porous MOFs Synthesized by Soft-Template Strategies, Acc. Chem. Res., 2022

DOI: 10.1021/acs.accounts.2c00262

https://doi.org/10.1021/acs.accounts.2c00262