加州大学&加州州立大学Angew ：有机金属框架中，同杆螺旋填料提高金属位点的最高的密度方法

【引言】

在多孔材料中发现，主客体之间是化学力推动的金属位与配位溶剂含有许多应用的机会。但是，这些金属位点很难制备锂基材料，因为锂与过渡金属不同，它的配位数少，很难形成框架结构和客体键。这一挑战可以通过模仿MOF-74中官能团比和金属-配体电荷比来解决。本文通过调控金属-配位物的电荷比和官能团的比例，获得了一种提高金属位点的新方法。

【成果简介】

近日，美国加州大学Pingyun Feng和加州州立大学Xianhui Bu（通讯作者）等人，获得了棒包Li的有机框架结构（CPM-47、CPM-48、CPM-49）。这些材料具有极高的客体键Li位点密度，和不寻常CPM系列中的同心螺旋杆包装，这与在MOF-74中通过相反螺旋度的螺旋进行异螺旋杆包装不同。这一工作表明在无机-有机多孔材料中，开发高密度客体结合金属位点的新化学和结构可能性。相关成果以“Homo-Helical Rod Packing as a Path Toward the Highest Density of Guest-Binding Metal Sites in Metal-Organic Frameworks”为题发表在Angew上。

【图文导读】

图1 CPM-47的组装、孔道以及和MOF-74之间的比较图

（a）自组装CPM-47自组装图；

（b）CPM47中的螺旋链和桥接相邻螺旋链所形成的三角通道；

（c）沿c轴的透视图显示了CPM-47至CPM-49中的三角形通道；

（d，e）CPM-47和MOF-74之间的比较图：无机链的形成、链上金属颗粒的分布和通道的顶视图和客体金属位点的排列。

图2 CPM-47和CPM-49的气体吸附图

CPM-47和CPM-49的气体吸附图。

【小结】

本文找到了一种材料设计理论，来确定核心化学和结构标准。作者早前关注多成分系统的合成，本文关注一元金属和一元配体，着重研究金属-配位物的电荷比和官能团的比例。文中制备了棒包Li的有机框架结构，采用苯酚和羧酸酯官能团的连接剂。这种结构模仿MOF-74，揭示获得高密度客体金属位点的结构材料的可能性。文中体现了设计原则的另一个极限，这与作者开发的孔隙空间分区的方法形成鲜明对比，该方法具有由客体结合金属位点，全部转换由从框架重新定位到孔中心的能力。这种控制客体结合位点的理论密度和位置的方法，使得开发一种材料成为可能，以实现针对各种应用的可调特性。

文献链接：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）。

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