在金属有机框架中的动态孔隙分区

科学领域:

• 材料化学
• 纳米技术
• 化学工程

背景情况:

• 框架连接对于调整金属有机框架 (MOF) 属性,如气体选择性至关重要.
• 对于M3和Zr6集群来说,高度连接的框架是常见的,但对于Zn4O四度体来说,这是一个基本的MOF构件.

研究的目的:

• 探索孔隙分区 (PSP) 的潜力,以实现基于Zn4O的MOF的更高连接性.
• 在MOF-5型系统上使用PSP合成和描述一种新的Zn-pacs材料.
• 研究固体效应在高度连接的Zn4O集群的形成中的作用.

主要方法:

• 在MOF-5型系统中使用孔隙分区 (PSP).
• 一种多样化的Zn_x-pacs材料 (x=2,3,4) 的合成,具有不同的孔隙分离机制.
• 在PACS平台中对集团化学的半量化映射.

主要成果:

• 成功合成了一大类Zn_x-pacs材料,其中Zn4O集群具有较高的连接性 (>6).
• 发现基于9连接的Zn4O的新组组,由硬体效应和压缩的六边形c/a比率驱动.
• 证明了PSP的更广泛的适用性,取消了预定性开放金属站点的要求.

结论:

• PSP是一个强大的策略来加强MOF的框架连接,特别是Zn4O构件.
• 与非分区材料相比,新合成的PACS材料具有更好的水性稳定性和更高的C2H2/C2H4分离性能.
• 这项工作扩大了PSP的范围,并为设计具有定制性质的先进MOF开辟了新的途径.