2017上半年MOFs前沿综述精选
1、Chem. Soc. Rev.综述：MOFs和聚合物的结合
图1各种MOF和聚合物杂交方法的示意图
聚合物具有各种独特的属性，如柔软度，热稳定性和化学稳定性，以及可与MOFs杂交形成具有光电特性的复杂架构。 MOF和聚合物的杂化产生的新材料表现出各个组分难以单独实现的独特性质。来自北京理工大学的王博教授和日本京都大学的Takashi Uemura博士（共同通讯）等人重点介绍了MOFs和聚合物的杂交方法，以及混合材料的特异功能以及应用。上述内容以题为“Hybridization of MOFs and polymers”发表在了2017年4月3日的Chemical Society Reviews上。
文献链接：Hybridization of MOFs and polymers（Chem. Soc. Rev.,2017,DOI: 10.1039/C7CS00041C）
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2、Chem. Soc. Rev.综述：MOFs与电子器件以及化学传感器整合的更新路线图
图2MOF及其结构、化学功能性以及相关器件应用的图示说明
众所周知，MOFs在气体存储、分离和催化领域有着巨大的应用前景。但是这种独特的多孔晶体材料在电子器件领域的研究应用也在快速发展当中，而目前的相关综述却未见报道。比利时鲁汶大学的Rob Ameloot（通讯作者）等人在Chemical Society Reviews上发表了一篇题为“An updated roadmap for the integration of metal–organic frameworks with electronic devices and chemical sensors”的综述文章。这篇文章重点关注了将MOFs作为固态微电子器件整合部分的研究。这些研究不仅有助于深刻理解MOFs的独特性质，并且致力于解决MOFs与现有合成工艺的相容性问题。
文献链接：An updated roadmap for the integration of metal–organic frameworks with electronic devices and chemical sensors（Chem. Soc. Rev.,2017,DOI: 10.1039/C7CS00122C）
3、Chem. Soc. Rev.综述：酶-MOFs复合材料
图3MOF-酶复合材料
美国德克萨斯A&M大学周宏才（通讯作者）课题组总结了MOF-酶复合材料的最新进展，特别是酶和MOFs的制备技术和协同作用。该种复合材料在生物学反义过程、催化以及传感领域的应用也被概括呈现。此外，通过几个研究例子，该课题组还着重强调了在非生物学条件下复合材料的酶活性增强作用。该篇综述文章以“Enzyme–MOF (metal–organic framework) composites”为题，发表在著名综述期刊Chemical Society Reviews上。
文献链接：Enzyme–MOF (metal–organic framework) composites（Chem. Soc. Rev.,2017,DOI: 10.1039/C7CS00058H）
4、Chem. Soc. Rev.综述：利用超微孔MOFs进行气体/蒸汽分离：思考结构/分离之间的关系
图4MOF分离剂
MOF材料中有一类孔径小于5-7埃的亚类，可称之为超微孔MOFs。与沸石以及活性炭一类材料相比，这类MOF材料在解决与环境能源可持续性相关的分离技术的关键问题上有着巨大的发展前景，尤其是用于碳捕捉和烯烃/链烷烃、乙炔/乙烯等分离过程。阿卜杜拉国王滚球体育 大学的Mohamed Eddaoudi教授(通讯作者)等人在Chemical Society Reviews上发表题为“Gas/vapour separation using ultra-microporous metal–organic frameworks: insights into the structure/separation relationship”的评述文章。该文章讨论了超微孔MOF吸附剂的最新发展以及其利用热力学/动力学和分子筛选机制作为分离试剂的应用情况。
文献链接：Gas/vapour separation using ultra-microporous metal–organic frameworks: insights into the structure/separation relationship(Chem. Soc. Rev.,2017,DOI: 10.1039/C7CS00153C)
5、Chem. Soc. Rev.综述：MOF产品规模化的新型合成路线
图5MOFs的各种合成方法
澳大利亚联邦科学与工业研究组织的Matthew R. Hill（通讯作者）等人通过研读200多篇参考文献总结了迄今为止的MOFs合成方法，这些方法包括电化学、微波、机械化学、喷射干燥以及流体化学的方法。另外，研究人员还特别综述了MOFs大规模合成等下游处理加工方法以及MOFs最新的商品化状态与商业反馈情况。上述内容以“New synthetic routes towards MOF production at scale”为题发表在了2017年46期Chemical Society Reviews上。
文献链接：New synthetic routes towards MOF production at scale（Chem. Soc. Rev.,2017,DOI: 10.1039/C7CS00109F）
6、Acc. Chem. Res.综述：生物界面上的MOFs：合成策略与应用
图6MOF生物复合材料
MOF生物复合材料已经从简单的蛋白质扩展到复杂的生物系统诸如病毒、活酵母细胞和细菌等。这类材料发展速度迅猛，其涉及的研究领域包括生物医药的保护和递送、生物传感、生物催化、生物库以及细胞/病毒操纵。因此，阿德莱德大学的Paolo Falcar、Christian Doonan以及南安普敦大学的Darren Bradshaw(共同通讯)等人在综述期刊Accounts of Chemical Research上发表了题为“Metal−Organic Frameworks at the Biointerface: Synthetic Strategies and Applications”的综述文章。该文章陈述了MOFs面向生物技术应用的最新进展，重点关注了制备生物复合材料的各种策略、发展阶段中的里程碑、各式挑战以及在相关领域的研究应用潜力。
文献链接：Metal−Organic Frameworks at the Biointerface: Synthetic Strategies and Applications(Acc. Chem. Res., 2017, DOI: 10.1021/acs.accounts.7b00090)
7、Chem. Soc. Rev.综述：源自MOFs的杂化微/纳结构：能量存储与转换中的制备和应用
图7源自MOF的杂化微/纳结构
南洋理工大学的张华教授以及浙江工业大学的曹澥宏教授（共同通讯）等人在综述期刊Chemical Society Reviews上发表了一篇题目为“Hybrid micro-/nano-structures derived from metal–organic frameworks: preparation and applications in energy storage and conversion”的评述，详细总结了近来MOF衍生杂化微/纳结构的研究进展。作者首先介绍了MOF衍生杂化微/纳结构的合成方法。然后着眼于能量存储和转换领域，文章还探讨了这些结构在锂离子电池、锂硫电池、超级电容器等方向的潜在应用能力。最后，作者还概述了MOF衍生杂化微/纳结构研究领域还存在的挑战和机遇。
文献链接：Hybrid micro-/nano-structures derived from metal–organic frameworks: preparation and applications in energy storage and conversion（Chem. Soc. Rev., 2017, DOI: 10.1039/C6CS00426A）
8、Adv. Mater.综述：MOFs中结合分子催化剂用于高效非均相催化
图8MOF催化剂结构以及在不同构成要素中的催化位点位置
独特的开放框架结构、巨大的表面积、永久性的孔隙以及适当的孔道亲疏水性质等特点都使得MOF材料可以作为理想的分子催化剂的主体基质。来自浙江大学的吴传德教授（通讯作者）课题组在2017年3月3日的Advanced Materials上发表了以 “Incorporation of Molecular Catalysts in Metal–Organic Frameworks for Highly Efficient Heterogeneous Catalysis”为题的综述文章介绍了MOF催化剂的合理设计合成方法以及诸如活性位点、微环境、传导通道等关键因素对MOF催化剂性能的影响。
文献链接：Incorporation of Molecular Catalysts in Metal–Organic Frameworks for Highly Efficient Heterogeneous Catalysis（Adv. Mater.,2017,DOI: 10.1002/adma.201605446）
9、Acc. Chem. Res.综述：MOFs的逐步合成方法
图9功能化MOF动力学
通过合理的设计，逐步合成路线不仅能控制MOF晶体生长，还能使得MOF的功能化得以在合成过程中实现。美国德克萨斯A&M大学周宏才（通讯作者）课题组致力于发展MOF材料逐步合成技术的图书馆策略。这些材料具有超稳定性，形状和孔径可以得到准确地控制，并可在孔道中的指定位置可控地修饰带有结晶学取向核和可定制的功能化基团。而一步结晶形成的MOF却往往不能够实现这些特性。相关的内容以“Stepwise Synthesis of Metal−Organic Frameworks”为题发表在顶级综述期刊Accounts of Chemical Research上。
文献链接：Stepwise Synthesis of Metal−Organic Frameworks(Acc. Chem. Res.,2017,DOI: 10.1021/acs.accounts.6b00457)
10、Adv. Mater.综述：源自MOFs的纳米复合材料和多孔材料的纳米结构设计
图10MOFs和ZIFs相关报道中出现过的二级构造单元及其拓扑学
日本国立材料研究所的Yusuke Yamauchi教授(通讯作者)等人在Advanced Materials上发表了题为“Nanoarchitectured Design of Porous Materials and Nanocomposites from Metal-Organic Frameworks”的综述文章。该文章概述了多孔MOF衍生纳米结构的最新研究进展。这些结构包括碳、金属氧化物、金属磷化物以及它们的复合材料。此外，该文章也提出了一些关于MOF衍生纳米材料发展所会面临的挑战和未来的发展趋势。
文献链接：Nanoarchitectured Design of Porous Materials and Nanocomposites from Metal-Organic Frameworks(Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201604898)
11、Chem. Soc. Rev.综述：多功能MOFs催化剂：协同催化以及串联反应
图11各种MOF活性位点
中国科学院福建物质结构研究所的曹荣研究员(通讯作者)等人在期刊Chemical Society Reviews上发表了题为“Multifunctional metal–organic framework catalysts: synergistic catalysis and tandem reactions”的综述文章。这篇综述叙述了拥有多样化活性位点的MOF材料在协同有机催化、光催化以及串联反应中的应用。这些MOFs根据活性中心的类型可以被分为以下几类：（1）MOF结构中存在开放金属中心和功能有机连接剂；（2）MOF结构中的活性位点以及孔结构中的活性客体位点；（3）MOF支持物中的双金属纳米颗粒。此外，功能化MOFs提升协同催化和串联反应效率的类型及其中的原理也被详细地呈现出来。
文献链接：Multifunctional metal–organic framework catalysts: synergistic catalysis and tandem reactions(Chem. Soc. Rev., 2017, DOI: 10.1039/c6cs00250a)
12、Nano Energy综述：利用MOFs的无PGM氧还原催化剂的纳米结构设计构造
图12无PGM的MOF催化剂
发展高性能的无铂族金属（PGM）氧还原催化剂是发展清洁能源的长期目标。然而，现有的无PGM催化剂却存着活性不足以及耐久性有限的问题，这些问题在更具挑战性的酸性环境中尤为突出。有鉴于此，纽约州立大学的Gang Wu和西北太平洋国家实验室的Yuyan Shao(共同通讯)等人在Nano Energy上发表了题为“Engineering nanostructures of PGM-free oxygen-reduction catalysts using metal-organic frameworks”的综述文章。作者综述了进来利用MOF前驱体设计合成的创新性无PGM催化剂，特别着重于催化剂形貌和纳米结构设计构造的介绍。此外，还探讨了利用MOF前驱体构建模型系统阐释结构-性质关系的可能性。
文献链接Engineering nanostructures of PGM-free oxygen-reduction catalysts using metal-organic frameworks(Nano Energy, 2017, DOI: 10.1016/j.nanoen.2016.11.033)
本文由材料人学术组NanoCJ供稿，欧洲足球赛事 编辑整理。
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