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金属有机骨架的灵活性增强了气体分离并实现了量子筛选
摘要：柔性金属有机骨架 (MOF) 在外界刺激下会发生可逆的结构转变。某些 MOF 的一个有趣特性是它们能够响应特定客体而弯曲，从而实现选择性分离。在这里，我们介绍了 MUF-15-OMe ([Co 6 (μ 3 -OH) 2 (ipa-OMe) 5 (H 2 O) 4 ])，它是 MUF-15 的一种变体，由通过 5-甲氧基间苯二甲酸酯 (ipa-OMe) 配体连接的六核钴 (II) 簇组成。MUF-15 本身具有间苯二甲酸酯连接基，在吸收常见气体时不灵活。另一方面，MUF-15-OMe 在压力低于 1 bar 时会弯曲 CO 2 和 C2 烃类等气体，这由其气体吸附等温线中的不同步骤揭示。计算分析表明，潜在机制涉及骨架连接体中羧基之一的部分分离。通过在多元骨架中用间苯二甲酸酯配体替换部分 ipa-OMe，可以调节诱导骨架动力学所需的气压。MUF-15-OMe 的弯曲为吸附特定的额外气体分子打开了空间。这增强了 CO 2 和 N 2 的分离，并使得通过量子筛分能够区分 H 2 和 D 2。通过清楚地说明灵活性如何区分气体混合物，这项研究为使用动态 MOF 进行具有挑战性的分离奠定了基础。
不同 MOF 和非 MOF 多孔材料对 SO2 吸附和分离的比较评估表明小孔径对低压吸收的重要性
从烟气中分离 SO2 的传统方法是用湿式石灰石洗涤或用胺基吸收剂处理。[6] 重油或煤燃烧产生的烟气通常含有 500-3000 ppm 的 SO2 ，使用这些成熟的方法可将其降低高达 95%。[7] 重要的是，<500 ppm 的痕量 SO2 仍残留在烟气中并排放到大气中。而且，这些残留的 SO2 会使 CO2 吸附剂失活或毒害选择性 NOx 氧化催化剂。[8–10] 因此，进一步降低烟气中的 SO2 含量具有重要的经济和环境意义。多孔材料对 SO2 的可逆物理吸附被视为进一步降低烟气中 SO2 的一种方法。目前，用金属有机骨架（MOF）进行 SO2 吸附引起了人们的浓厚兴趣。 [11–27] 金属有机骨架通常是微孔金属配体配位网络，具有均匀的孔隙率、低密度，并可通过有机连接体（即金属桥接配体）进行高度可调。[28] MOF 在作为吸附剂（特别是 N 2 、 H 2 、 CO 2 、 CH 4 等）用于未来的气体储存和气体分离 [29–31] 或有毒和污染气体的捕获方面的作用受到广泛研究。[32–38] 然而，MOF 通常不具有很高的化学和热液稳定性。[39] MOF 的优势显然在于它们的可设计性，尤其是它们可控的孔径和可修改的孔表面是无与伦比的，然而，其他多孔材料也可能具有良好的 SO 2 吸收特性。典型烟气混合物的主要成分是 N 2 或 CO 2 以及少量 SO 2 (500–3000 ppm)。[7] 对 SO 2 的亲和力优于 CO 2 和 N 2 ，这决定了高选择性，这对于实现高分离效率至关重要。有前途的材料还应具有较高的 SO 2 单气
mRNA封装和基因的合成策略...
摘要在过去的二十年中，金属有机框架（MOF）的效用已从催化和气体储存到生物医学应用，例如药物输送。首先，基于MOF的递送平台的重点是传递小分子，目前的工作着重于核酸，例如DNA，短导引导RNA（SGRNA）和简短干扰RNA（siRNA）。迄今为止，没有研究明确表明mRNA与MOF的封装和递送，这可能是由于Messenger RNA的脆弱性（mRNA）。本研究探索并鉴定了与沸石咪唑框架8（ZIF-8）封装和传递mRNA的合成条件。最初的ZIF-8封装尝试虽然能够进行mRNA载荷，但在生物学培养基中不能保持超过1小时的mRNA。为了解决这个问题，我们在矩阵中添加了聚乙烯亚胺（PEI），从而使mRNA保持稳定性4小时。聚乙烯掺杂可以解决ZIF-8中mRNA的泄漏，从而在多种细胞系中递送并产生的蛋白质表达与商业脂质转染试剂相当。此外，我们报告了第一个探索ZIF-8的热稳定mRNA存储的应用程序，并在室温存储3个月后获得了成功的蛋白质表达。一起，这项工作扩大了MOF可以提供的治疗疗法目录。
flash燃烧中金属有机框架中的CHNS-O确定
m etal有机框架（MOFS）是由金属离子或簇与刚性有机配体配位的金属离子或簇组成的结晶材料，形成具有很高孔隙率的一，二维或三维结构。因此，它们是具有巨大潜力的独特晶体结构。使用它们的使用，可以设计具有非常特定属性的系统。特别是，可以调整由孔形成的内表面，以使其适应特定的应用在表面区域体积比之间“播放”的特定应用。这些详细的工程特征吸引了许多科学家对工业应用进行优化的兴趣：气体存储和分离，传感器，水和土壤纯化，生物医学和微电子学。在这种情况下，我们分析了7个MOF，其预期值为n：〜10％-c：〜55％-H：〜7％-O：〜20％（化合物不含硫）。
闪速燃烧法测定金属有机骨架中的 CHNS-O
金属有机骨架 (MOF) 是由金属离子或金属簇与刚性有机配体配位形成的晶体材料，可形成具有极高孔隙率的一维、二维或三维结构。因此，它们是具有巨大潜力的独特晶体结构。利用它们，可以设计具有非常特殊属性的系统。特别是，由孔隙形成的内部表面可以进行调整，以使其适应特定应用，在表面积与体积比之间“发挥作用”。这些详细的工程特性吸引了许多科学家的兴趣，他们正致力于优化它们以用于工业应用：气体储存和分离、传感器、水和土壤净化、生物医学，还有微电子。在此背景下，我们分析了 7 种 MOF，其预期值为 N：~10% - C：~55% - H：~7% - O：~20%（化合物不含硫）。
金属 - 有机框架的拓扑表征
摘要：金属 - 有机框架（MOF）在二十年前开始出现，导致在剑桥结构数据库（CSD）中沉积了120 000个类似MOF的结构（和计数）。拓扑分析是了解周期性MOF材料的关键步骤，通过简化对完整化学结构的连通性的简化来深入了解这些晶体的设计和合成。虽然一些最普遍的拓扑，例如面部中心的立方（FCU），方格（SQL）和钻石（DIA），但很简单，可以轻松地分配给结构，但MOF是由复杂的构建块构建的，是由复杂的构建块建造的，具有多个不同对称性的节点，具有多个具有不同对称性的节点，因此很难表征拓扑配置。在这些复杂的结构中，表示节点和链接器的定义模糊，尤其是对于在化学术语中不立即明显的情况下，表示形式很容易分歧。目前，研究人员可以选择使用TopoSpro，MoFID和Crystalnets等软件来帮助将拓扑描述分配给新的和现有的MOF。这些软件包很容易获得，并且经常用于将原始MOF结构简化为其基本连接表示形式，然后算法将这些凝结表示形式匹配到基础数学网络的数据库。这些方法通常需要使用内置债券分配算法以及简化和匹配规则。从这个角度来看，我们讨论了拓扑在MOF领域，这些软件包实施的方法和技术及其可用性和局限性的重要性，并查看其在MOF社区中的吸收。
机械、热和电的影响...
金属有机骨架 (MOF) 是新兴的低 k 介电材料，可用于下一代微电子和电信设备。通过利用 MOF 普遍存在的介电响应并克服直流电导率和荧光方法的局限性，MOF 电介质可以用作具有高灵敏度和化学选择性的智能传感器。在此，我们研究了材料合成、施加的机械应力 (37-520 MPa)、变化的温度 (20-100 °C) 和客体封装对 HKUST-1 MOF 的频率相关介电响应 (4 Hz 至 1 MHz) 和交流电导率的影响。特别地，我们表明，在 HKUST-1（主体）中三乙胺 (NEt 3 ) 客体分子的限制产生了可通过机械、热和电扰动进行调节的 NEt 3 @HKUST-1 系统。在 10 kHz 至 1 MHz 的频率范围内，在 20 °C 时，我们表明客体封装系统的介电常数 (𝜀 ') 可以调整到 2.8 至 7.2 之间的值；在 100 °C 时，𝜀 ' 的范围甚至可以达到 3.1 至 9.5。相反，我们发现，在使用相同的操作参数时，多孔（无客体）HKUST-1 的介电可调性相对更有限（𝜀 ' = 2.8 至 4.9）。此外，客体分子在 HKUST-1 中的限制增强了粉末在压缩制粒应力下的机械弹性和屈服强度。总之，这些结果阐明了利用 MOF 中的主客体相互作用以及电热机械刺激来调节设计低 k 材料的精确介电响应的新潜力。
固有的热稳定性与功能化UIO-67金属和有机框架的扩展特性之间的相互作用
摘要：金属 - 有机框架（MOF）的UIO家族已被广泛研究，因为它们的高稳定性是由它们强大的二级建筑单元所呈现的。这些材料的有效设计和使用需要对它们的热稳定性及其对化学和结构功能的影响有基本的了解。在此，我们提供了UIO-67和功能类似物的固有热行为的详细表征，即UIO-67-NH 2和UIO-67-CH 3。使用原位温度编程的X射线差异，我们发现在加热过程中，在有机接头上的羧酸酯基团的变形导致UIO-67 MOF的负热膨胀（NTE）。这种NTE行为与在MOF红外光谱签名中观察到的丰富而可逆的热变化相关，因为将样品加热到样品激活温度（473 K）。我们发现，与环境或惰性环境相比，在没有氧气的情况下，激活的UIO-67样品显示出更高的热稳定性，温度填充揭示了总体稳定性趋势：UIO-67> UIO-67> UIO-67- CH 3> UIO-67-67-NH 2。在473 K以上的热处理过程中观察到了两个变化的阶段，这与这些材料的无机节点的变形和各向同性NTE行为直接相关。最终，这些结果提供了对UIO-67 MOF的基本热响应行为的实时解释，并为准确解释MOF与宾客分子及其温度依赖性的基础提供了基础。■简介
二氧化碳减排的新材料前景
大气中二氧化碳的增加导致了严重的气候变化和温度升高，这是造成温室效应的主要原因。将二氧化碳还原为增值产品是解决这一严重问题的一个有吸引力的解决方案，同时还可以解决能源危机，而所使用的催化剂对解决能源危机至关重要。由于金属有机骨架 (MOF) 具有高孔隙率和可调成分，它们在能源转换系统中显示出巨大的潜力。通过热处理或化学处理方法，MOF 很容易转化为 MOF 衍生的碳纳米材料。更高的导电性使 MOF 衍生的碳纳米材料可用于 CO 2 转化过程。本综述讨论了 MOF 衍生的碳纳米材料在 CO 2 电化学、光催化和热还原应用中的最新进展。阐述了相应的反应机理和各种因素对催化剂性能的影响。最后，提出了不足之处和未来发展的建议。
