Strategier til at generere større porer i metal-organiske rammer

På grund af fordelene såsom stort specifikt overfladeareal, justerbar porestørrelse og justerbar funktionalitet, metal-organiske rammer (MOF'er) har vist stort anvendelsespotentiale inden for gasadsorption og -separation, katalyse, sansning og biomedicin. Imidlertid, de fleste metal-organiske rammer har porestørrelser under 2 nm og er typiske mikroporøse strukturer, hvilket begrænser porestrukturen og hindrer masseoverførsel inden for rammerne. For at overvinde denne begrænsning, forskere introducerede mesoporer eller makroporer i mikroporøse MOF'er for at generere porestruktur på flere niveauer gennem forskellige strategier.

Disse tilgange er for nylig blevet gennemgået af forskere ved Institut for Kemi, Texas A&M University, offentliggjort i National Science Review . Medforfattere Liang Feng, Kun-Yu Wang, Xiu-Liang Lv, Tian-Hao Yan, Hong-Cai Zhou introducerer nyere metodiske fremskridt inden for hierarkisk porøs MOF-syntese. De introducerede også fremstillingsmetoderne for HP-MOF'er med iboende hierarkiske porer, mens tilgange inkluderer modulerede, skabelonbaserede og skabelonfrie syntetiske strategier for HP-MOF'er diskuteres yderligere i gennemgangen.

I dag, flere og flere multi-level pore MOF'er er blevet rapporteret ved at introducere skabelon, ætsning, og konstruktion af kompositter. For eksempel, holdet af professor Zhou introducerede linkerlablisering for selektivt at fjerne kemisk labile organiske linkere inde i mikroporer. Tricket er selektivt at fjerne et vist antal linkere og klynger i rammerne, og kombinere mindre porer til større, mens den overordnede ramme intakt bør bevares, siger Liang Feng, en kandidatstuderende ved Zhou-gruppen. Han og hans kolleger udforskede en række bottom-up og top-down metoder til at skabe hierarkiske porer i MOF'er, især robuste MOF-platforme til katalyse. Brugen af ​​ligand-ustabilitet til selektivt at fjerne en ligand fra rammen kan skabe større porer, som også letter gæstediffusionen under katalyse. Denne anmeldelse kommenterer også de nøglefaktorer, der påvirker genereringen af ​​HP-MOF-arkitekturer og deres anvendelser i heterogen katalyse og gæsteindkapsling.

"Kravene om hierarkisk porøsitet i MOF'er presser forskningen af ​​HP-MOF'er til forskellige applikationer, herunder katalyse og opbevaring." Prof. Hong-Cai Zhou sagde, "Vi forestiller os, at denne anmeldelse skal fungere som en køreplan, der kan guide det fremtidige design og udvikling af HP-MOF-materialer med usædvanlig præcision og kompleksitet i flere skalaer."