提供一種簡便有效的超薄MOF納米帶材料的合成方法

●創(chuàng)新點

金屬有機框架（MOF）材料是一種新型晶態(tài)多孔材料，因其多孔有序、比表面積大和結(jié)構(gòu)可調(diào)變等特點而受到廣泛關(guān)注。MOF材料在氣體分離與存儲、催化及傳感等領(lǐng)域表現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。然而，傳統(tǒng)方法合成的MOF材料多為三維塊體結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)單一，不能滿足眾多特殊應(yīng)用的需求。近年來，通過對MOF材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控來探索MOF材料的新性質(zhì)或新應(yīng)用引起了全球科研工作者的廣泛關(guān)注和強烈興趣。

新加坡南洋理工大學(xué)、香港城市大學(xué)張華教授課題組和北京化工大學(xué)劉軍楓教授課題組合作開發(fā)了一種通用的MOF納米帶材料的合成方法——納米氫氧化物前驅(qū)體合成法。通過將納米氫氧化物前驅(qū)體替代傳統(tǒng)金屬鹽作為MOF合成金屬源，首次成功制備了一系列超薄MOF納米帶材料。相關(guān)研究成果于2019年8月13日發(fā)表在《國家科學(xué)評論》（National Science Review）上。

●方法和結(jié)果

納米氫氧化物作為前驅(qū)體，能為MOF納米帶的生長提供初期成核位點。同時，MOF納米帶生長所需的金屬離子又可通過氫氧化物前驅(qū)體可控釋放，這是形成超薄MOF納米帶材料的關(guān)鍵。利用納米氫氧化物前驅(qū)體合成法，研究人員以Co(OH)2、Ni(OH)2、Ni3(OH)2(BDC)2(H2O)4以及AlO(OH)為金屬前驅(qū)物，與不同的配體發(fā)生反應(yīng)，成功合成了一系列不同種類的MOF納米帶材料。研究人員將制備的MOF納米帶材料用于DNA傳感中，觀察到了優(yōu)異的性能。

應(yīng)用前景

超薄MOF納米帶與三維塊體MOF材料相比，具有更為優(yōu)異的性質(zhì)。它不僅具有一維材料的柔性和非定向性，還兼具二維材料的高比表面積及大量暴露的表面活性位點。該項工作提供了一種簡便有效的超薄MOF納米帶材料的合成方法，不僅為探索MOF納米帶材料的新性質(zhì)和新應(yīng)用提供了可能，還為其他具有不同結(jié)構(gòu)、尺寸、組成等的MOF材料的合成提供了新思路。

Source: WANG B Q, ZHAO M T, LI L X et al. Ultrathin Metal-Organic Framework Nanoribbons[J].National Science Review, 2019, doi.org/10.1093.