金属有机框架材料在分离分析领域的研究进展

金属有机框架材料是由金属离子节点和有机配体通过配位键连接形成的具有序多孔骨架的材料, 因其具有比表面积大、 孔隙可调及表面性质可控等优点而备受关注. 通过对有机配体和金属离子进行选择及对金属有机框架材料进行后修饰处理, 可实现对金属有机框架材料表面性质的调控, 以提升其选择性吸附及特异性识别等性能, 进而拓展其在分离分析等领域的应用. 本文从金属有机框架材料的表面性质调控出发, 介绍了其表面性质与分离分析性能的关系, 总结了近年来该领域的代表性工作, 并展望了金属有机框架材料在分离分析领域的应用前景.     

金属有机框架材料在质子交换膜燃料电池中的潜在应用

金属有机框架亦称作多孔配位网状结构,是一种多孔晶态材料,具有结构可设计、孔壁可功能化修饰、高度晶态化、比表面积大及优良的导电性等诸多优点,使其在能源转换及储存方面备受关注。本文详细介绍了新型金属有机框架质子导体及电催化剂在燃料电池方面的相关研究;综述了国内外近年来在金属有机框架质子交换膜和氧还原电催化领域所取得的一些重要进展,例如金属有机框架质子交换膜电导率可高达1.82 S·cm^-1（70℃,90% RH）,金属有机框架电催化剂作为阴极在膜电极测试中可产生0.91 W·cm^-2（0.6 V）的峰值功率密度;并指出了金属有机框架在质子交换膜和电催化剂研究中存在的问题,这为今后开发高电导性质子交换膜和高催化活性电催化提供了新思路。     

多孔配位聚合物靶向亚细胞器用于生物成像和诊疗

由于外界环境和生活习惯的变化, 癌症病发率和死亡率日益攀升, 因此癌症防治问题亟待解决. 近年来报道了多种根据多孔纳米材料性质设计的用于体内肿瘤细胞的靶向药物. 金属有机框架(Metal-organic framework, MOF)和多孔配位笼(Porous coordination cage, PCC)由于其结构多样, 可设计性强, 且具有一定的可修饰性, 受到广泛的关注并得到了长足的发展. 虽然金属有机框架和多孔配位笼已经在气体吸附分离、 手性分离、 催化、 荧光与传感及导电等领域被广泛研究, 但在生物医学方面的应用还未得到充分开发. 本文总结了金属有机框架和多孔配位笼在生物体中成像和诊疗应用的研究工作, 并且指出了目前配位多孔聚合物在生物医学方面应用中存在的一些问题.     

MOF构筑的电化学传感器及应用

金属-有机框架化合物(以下简称金属-有机框架)是一类有机配体与金属中心通过自组装形成的具有三维框架结构的多孔材料,其特异复杂的结构使其具有良好的化学性能。金属-有机框架化合物在分析化学方面的应用受到广泛关注,在电化学传感器应用方面也取得了显著进展。本文简要介绍近年来金属-有机框架用于构建电化学传感器的方法及在电化学传感器中的作用;对基于金属-有机框架的电化学传感器的应用进行了综述;分析了目前金属-有机框架-电化学传感器研究中存在的问题和局限性并对其应用进行了展望。     

从分立多孔有机笼构建基于笼的三维框架材料显现出CO_2吸附增强

正多孔有机笼(Porous Organic Cage)是近年来出现的一类新型多孔材料~(1–4),与分子筛、金属有机骨架材料(MOFs)、共价有机骨架材料(COFs)等二维或三维框架多孔材料不同,多孔有机笼是分立的晶体材料,分立的构筑单元多通过弱相互作用堆积成有序多孔结构,其孔隙由笼内空腔和堆积贯通孔组成。与此同时,多孔有机笼还具备良好的可溶性,多孔有机笼在气体吸附,小分子选择     

MOFs在催化有机分子转化中的应用

金属有机框架化合物（MOF）,又称多孔性配位聚合物,是有机配体与金属离子自组装而成的一类新型有机-无机杂化多孔材料,是纳米材料的重要组成部分。与其他多孔材料相比,MOFs具有较大的比表面积、高的孔隙率以及结构和性质可调等特性,使其在非均相催化领域具有良好的应用前景。本文首先对MOFs催化的背景进行简述,然后对近年来报道的MOFs用于有机分子催化转化反应的进展进行了综述及展望,以期为MOFs催化有机反应的设计和开发提供参考。     

多孔有机聚合物材料的合成与荧光传感应用

多孔有机聚合物荧光材料既具有孔隙度高的特点,也具有突出的荧光性能.当其骨架上存在与特定分析物(如硝基芳香爆炸物、金属离子、阴离子等)的结合位点时,便赋予其荧光传感的功能.按照不同多孔有机聚合物(POPs)材料的类型,即无定型的多孔有机聚合物材料、晶型含配位键的多孔金属有机框架(MOFs)材料、晶型共价有机框架(COFs)材料,综述了近年来多孔有机聚合物荧光材料的研究新进展,特别是它们基于有机功能分子的设计与合成,及其荧光传感应用.继续从分子层面设计新型的荧光COFs材料是未来可循环使用的高效荧光化学传感器的发展方向,值得关注.     

中空金属有机框架材料的研究进展

中空金属有机框架材料的快速发展为中空结构材料开辟了新的应用领域.本综合评述介绍了中空金属有机框架材料的制备方法,重点论述了中空金属有机框架材料及其复合材料在催化、光催化和电催化、吸附、气体分离、传感、超级电容器以及生物医学等领域的应用;同时也对具体的中空金属有机框架材料及其复合材料的制备和应用情况进行详细阐述.最后,对中空金属有机框架材料目前所面临的机遇和挑战进行了展望.     

晶态多孔材料合成方法的研究进展

晶态多孔材料是一类具有高孔隙率、多样结构、可控功能的功能材料,在客体分子吸附及分离、催化、储能等众多领域具有广阔的应用前景.其中,以沸石分子筛(zeolites)、金属有机框架材料(metal-organic frameworks, MOFs)和共价有机框架材料(covalent-organic frameworks, COFs)最具代表性.随着对晶态多孔材料研究的不断深入,众多新型的合成手段被开发用于材料的基础研究.同时,晶态多孔材料合成方法学的发展与其工业应用密切相关.本综述主要概述了晶态多孔材料的各种合成手段的优缺点和它们的潜在应用.     

金属-有机框架材料的荧光探测应用进展

金属-有机框架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属离子或金属离子簇与有机配体自组装而成的杂化多孔材料。 极高的比表面积和孔隙率,组成和结构可调节等特点赋予该材料灵活的设计性和丰富的功能性。 金属-有机框架材料的金属离子、有机配体和装载的客体分子等皆可作为发光中心,并能对离子或小分子产生特异性荧光响应,因此在荧光探测方面有广泛应用。 本文主要综述了近年来金属-有机框架材料在荧光探测方向的研究进展以及应用前景。     

Ambient Temperature Synthesis and Structural Characterization of Six Transition Metal Acetylenedicarboxylate Coordination Polymers

This work reports the ambient temperature synthesis and structural characterization of six new first row transition metal acetylenedicarboxylate coordination polymers. The Co and two Ni compounds adopt structures in which the octahedral metals are connected into 1D chains via the acetylenedicarboxylate ligand. In contrast the Mn and two Zn compounds adopt 3D metal-organic frameworks; while the Mn compound is non-porous the two Zn structures contain dimeric or trimeric clusters connected into frameworks that are potentially porous. These two anionic metal-organic frameworks are, however, charged balanced by cations siting in their pores which greatly reduces the ability to access their porosity.     

Mimicking zeolite to its core: porous sodalite cages as hangers for pendant trimeric M3(OH) clusters (M = Mg, Mn, Co, Ni, Cd)

A new class of zeolite-type porous materials in which 3D frameworks are covalently functionalized with crystallographically ordered pendant metal clusters have been synthesized. This work demonstrates a new paradigm for and the feasibility of functionalizing zeolite-type frameworks through the conversion of extraframework sites in mineral zeolites into part of the framework for occupation by dangling metal clusters in metal-organic frameworks.     

Homochiral porous metal-organic frameworks: Why and how?

This paper highlights the most significant recent advances in the synthesis, characterization, and applications of single-crystalline homochiral porous metal-organic frameworks (MOFs). The motivations for the synthesis of homochiral porous solids and the strategies on how they can be designed are provided. The latest examples of chiral separation and Lewis acid heterogeneous asymmetric catalysis using homochiral porous MOFs are presented.     

Liquid-phase adsorption on metal-organic frameworks

This work is focusing on the potential application of metal-organic frameworks as porous materials in heterogeneous catalysis where the substrate is in solution. The understanding of such a liquid-phase heterogeneous catalytic process requires adsorption equilibrium data in solution. For this purpose several metal-organic frameworks were synthesized as reference materials and tested as adsorbents for the adsorption of substrate molecules such as styrene or ethylcinnamate from the liquid phase. The adsorption capacity strongly depends on the polarity of the substrate with respect to the solvent. In several instances solvent and polarity effects are heavily superimposed on the pore size effects. Adsorption isotherms, rates and hydrogenation of the substrates are reported and discussed.     

Main Approaches to the Synthesis of Heterometallic Metal-Organic Frameworks

Russian Journal of Coordination Chemistry - The chemistry of metal-organic frameworks (MOF) is intensively developed during the recent years. Such compounds form unique porous structures and...     

Isoreticular homochiral porous metal-organic structures with tunable pore sizes

Chiral-layered building motifs of zinc(II) camphorate are linked through linear N-donor ligands, forming series of three-dimensional isoreticular porous homochiral frameworks. The lengths of these linear ligands control the pore sizes and free accessible volumes of the homochiral metal-organic structures.     

多孔材料化学:从无机微孔化合物到金属有机多孔骨架

本文主要从无机微孔化合物和金属有机多孔骨架的合成化学和结构化学这两方面来介绍多孔材料化学的研究进展。多孔材料是一类具有规则孔结构的固态化合物,它们在催化、分离、离子交换等工业领域有着广泛的应用。硅铝酸盐是最为人们所熟知的微孔分子筛,经过半个多世纪的发展,人们又相继开发出磷酸盐、砷酸盐、锗酸盐、亚磷酸盐、硫酸盐、亚硒酸盐以及金属硫化物等类沸石无机微孔化合物。近十多年来,配位聚合物与金属有机多孔骨架开始大量兴起,为微孔化合物的多样化与组成的复杂性增添了新的领域。     

Porous carbon materials with a controllable surface area synthesized from metal-organic frameworks

Carbonization of zinc containing metal-organic frameworks produces porous carbon materials with an interesting linear relationship between the Zn/C ratio of the precursors and the surface area of the resulting carbon materials.     

金属有机骨架材料在轻烃分离中的应用

金属有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属离子或金属簇通过与有机配体自组装而形成的新型材料。近年来,金属有机骨架材料在轻烃(包括甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、丙烯和丙烷)分离方面引起了广泛兴趣。本文简要地介绍了多种金属有机骨架材料分离不同轻烃气体的最新研究进展,并对影响分离效果的因素与研究前景进行了总结和展望。     

Application of a chiral metal-organic framework in enantioselective separation

A modular approach for the synthesis of highly ordered porous and chiral auxiliary (Evans auxiliary) decorated metal-organic frameworks is developed. Our synthesis strategy, which uses known porous structures as model materials for incorporation of chirality via linker modification, can provide access to a wide range of porous materials suitable for enantioselective separation and catalysis. Chiral analogues of UMCM-1 have been synthesized and investigated for the enantioseparation of chiral compounds in the liquid phase and first promising results are reported.