华南理工Science:构筑有序的宏观-微孔金属有机框架单晶

Allen 7年前 (2018-01-11) 8412浏览

【引言】

多孔材料由于其广泛的工业应用，从气体分离到催化，已经引起了相当广泛的关注。拓扑特征（特别是各个孔隙中的孔隙大小以及这些孔隙的均匀性）是决定它们在特定应用中优异性能的关键因素。保持它们整体结晶序列的分层多孔结构的构建在理论上是可取的，因为高度有序的结构反过来可以显著改善性能。目前已经有一些研究涉及到了上述理论，例如与纳米晶TiO₂相比导电性和电子迁移率性能显著提高的介孔TiO₂单晶，以及相对于无定形分子筛而言介孔晶体沸石分子筛具有更强的骨架酸性和稳定性。

【成果简介】

北京时间2018年1月12日，华南理工大学李映伟教授联合德州大学圣安东尼奥分校陈邦林教授（共同通讯）团队在Science上发表了题为“Ordered macro-microporous metal-organic framework single crystals”的文章。团队在金属-有机框架（MOF）单晶内构筑了高度取向和有序的微孔，以单晶形式开辟了三维有序的宏观-微孔材料（即同时含有宏观和微观孔的材料）的新纪元。该策略得益于聚苯乙烯纳米球模板和双溶剂诱导异质成核方法的强大成型效果。该过程协同地使MOFs在有序空隙内原位生长，使单晶具有定向的和有序的宏观微孔结构。与传统的多晶中空和无序孔ZIF-8相比，这种分层框架改善的扩散性质及其稳定的单晶性质使其具有优异的催化活性和对大分子反应的可回收性。

【图文导读】

图1 SOM-ZIF-8的原位纳米化合成及其结构印证