【引言】

在多孔材料中發(fā)現(xiàn)，主客體之間是化學(xué)力推動(dòng)的金屬位與配位溶劑含有許多應(yīng)用的機(jī)會(huì)。但是，這些金屬位點(diǎn)很難制備鋰基材料，因?yàn)殇嚺c過渡金屬不同，它的配位數(shù)少，很難形成框架結(jié)構(gòu)和客體鍵。這一挑戰(zhàn)可以通過模仿MOF-74中官能團(tuán)比和金屬-配體電荷比來解決。本文通過調(diào)控金屬-配位物的電荷比和官能團(tuán)的比例，獲得了一種提高金屬位點(diǎn)的新方法。

【成果簡介】

近日，美國加州大學(xué)Pingyun Feng和加州州立大學(xué)Xianhui Bu（通訊作者）等人，獲得了棒包Li的有機(jī)框架結(jié)構(gòu)（CPM-47、CPM-48、CPM-49）。這些材料具有極高的客體鍵Li位點(diǎn)密度，和不尋常CPM系列中的同心螺旋桿包裝，這與在MOF-74中通過相反螺旋度的螺旋進(jìn)行異螺旋桿包裝不同。這一工作表明在無機(jī)-有機(jī)多孔材料中，開發(fā)高密度客體結(jié)合金屬位點(diǎn)的新化學(xué)和結(jié)構(gòu)可能性。相關(guān)成果以“Homo-Helical Rod Packing as a Path Toward the Highest Density of Guest-Binding Metal Sites in Metal-Organic Frameworks”為題發(fā)表在Angew上。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1 CPM-47的組裝、孔道以及和MOF-74之間的比較圖

（a）自組裝CPM-47自組裝圖；

（b）CPM47中的螺旋鏈和橋接相鄰螺旋鏈所形成的三角通道；

（c）沿c軸的透視圖顯示了CPM-47至CPM-49中的三角形通道；

（d，e）CPM-47和MOF-74之間的比較圖：無機(jī)鏈的形成、鏈上金屬顆粒的分布和通道的頂視圖和客體金屬位點(diǎn)的排列。

圖2 CPM-47和CPM-49的氣體吸附圖

CPM-47和CPM-49的氣體吸附圖。

【小結(jié)】

本文找到了一種材料設(shè)計(jì)理論，來確定核心化學(xué)和結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。作者早前關(guān)注多成分系統(tǒng)的合成，本文關(guān)注一元金屬和一元配體，著重研究金屬-配位物的電荷比和官能團(tuán)的比例。文中制備了棒包Li的有機(jī)框架結(jié)構(gòu)，采用苯酚和羧酸酯官能團(tuán)的連接劑。這種結(jié)構(gòu)模仿MOF-74，揭示獲得高密度客體金屬位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)材料的可能性。文中體現(xiàn)了設(shè)計(jì)原則的另一個(gè)極限，這與作者開發(fā)的孔隙空間分區(qū)的方法形成鮮明對(duì)比，該方法具有由客體結(jié)合金屬位點(diǎn)，全部轉(zhuǎn)換由從框架重新定位到孔中心的能力。這種控制客體結(jié)合位點(diǎn)的理論密度和位置的方法，使得開發(fā)一種材料成為可能，以實(shí)現(xiàn)針對(duì)各種應(yīng)用的可調(diào)特性。

文獻(xiàn)鏈接：Homo-Helical Rod Packing as a Path Toward the Highest Density of Guest-Binding Metal Sites in Metal-Organic Frameworks（Angew, 2018, DOI: 10.1002/anie.201802267）。