MOF由于其可调带间隙而成为光催化的有前途的材料,这使它们能够吸收光并产生用于光催化反应所需的电子孔对。带隙,价带(VB)和传导带(CB)之间的能量差,确定了MOF可以吸收的光的波长。通过仔细设计MOF中的有机配体和金属节点,研究人员可以调整带隙以匹配可见光或紫外线的能量。这种可调节性允许MOF有效利用轻能,从而促进反应性物种的产生,例如羟基自由基和超氧化物离子,这对于降解污染物至关重要。在用于光催化应用的各种类型的MOF中,有几种值得注意的MOF,具有适当的带隙用于光催化目的(图1)。首先,UIO型MOF的特征在于它们的稳健性和较大的孔径,在光催化反应中表现出了出色的性能,这是由于它们的高表面积和恶劣条件下的稳定性。mil-type MoF,具有开放金属位点和量身定制的孔结构,也具有增强的光吸收和电荷分离特性,使它们成为各种转化的有效光催化剂。
MOF已被用作抗菌物质,因为它们本质上是无毒的且稳定的。银基MOF(AG-MOF)由于其广泛的有效抗菌特性而被认为是理想的抗菌材料。48此外,将表面活性剂49添加并固定在固体底物上的MOF 50分别稳定了分散的MOF并提高其水性稳定性,从而改善了其抗菌活性。MOF提供了与传统材料有关药物传递应用的有希望的好处,包括精确控制孔径的大小和形状,以及修改组合和结构的能力,以及展示的生物降解性,出色的加载能力,受控药物释放以及提供多样性功能的能力。51
金属有机框架(MOF)是具有不同,可调功能,高孔隙率和表面积的创新多孔材料,使它们有望在气体存储,分离和催化应用中使用。此外,它们的衍生物还补偿了MOF缺乏电子电导率和化学稳定性,为精确控制材料结构提供了新的最佳选择。已经基于MOF创建了许多有效的电催化剂,它们的衍生物是对金属空气电池中的O2降低/进化过程和二氧化碳的降低/进化反应。在这篇综述中,我们重点介绍了金属电池中MOF及其衍生物的最新发展,并探讨了这些材料的结构特性及其各自的作用模式。通过彻底审查MOF的收益,问题和前景,我们可以更好地了解电催化和能源储能技术的未来发展。
在已发表的文献中,可扩展的MOF或可以在更大规模上合成而其性质没有明显变化的MOF的两个例子是HKUST-1 10和MIL-68(Al)。11这两种MOF可以大规模合成而不会遇到很多问题。其他有前景的MOF可以评估其大规模生产的能力,包括ZIF-8 12和A520。13深入研究揭示了MOF在去除挥发性有机化合物(VOC)方面的应用。14–17与ZIF-67和CAU-10一起,这六种MOF将评估其吸附VOC以对抗污染的能力。污染主要来自燃料燃烧、交通废气、工业废气和光化学污染、香烟、油烟、建筑材料、涂料等。 18 根据欧盟规定,在101.3kPa大气压下,有机物的初沸点低于250℃即为VOC。环境中VOC的增加已导致全球空气质量大幅下降,最终对民众的健康和福祉造成严重影响。19
金属有机框架(MOF)是气体传感的有前途的材料,但通常仅限于一次性检测。杂交策略被证明是在高性能独立的化学疗法中协同部署导电MOF(C MOF)和导电聚合物(C PS)作为两个互补的混合离子电导体。这项工作提出了i)传感器恢复动力学的显着改进,ii)循环稳定性和iii)在室温下的动态范围。基于2,3,6,7,11,11-11-11-11-羟基二羟基二苯乙烯(HHTP)和2,3,6,7,7,11111111111111-11-111-11-111-11-11-111-11-111-111-111-111-11-111-111-111-111-111-11-111-111-111-11-111-111-111-111-111-11-111-111-111-111-11-1111111111111-11-111-111-111-111-111-111111-111--己酮(HITP),带有各种金属nodes(CO))进行了一项全面的机械研究,以通过感应热力学和结合动力学在MOFS和聚合物之间的异质结与聚合物之间的杂孔对齐。发现杂交时C MOF成分的孔富集会导致解吸动力学的选择性增强,从而在室温下显着改善了传感器的恢复,从而可以长期响应保留。该机制得到了关于吸刺 - 分析物相互作用的密度功能理论的进一步支持。还发现,合金C PS和C MOF可以使可容纳的薄膜加工和设备集成,有可能解锁这些混合导体在不同的电子应用中的使用。
摘要:二维共轭金属有机框架(2D C-MOF)由于其(半)的导电性能而吸引了对电子的兴趣日益增加。电荷 - 中立2D C-MOF也具有持久的有机自由基,可以看作是自旋浓缩阵列,为Spintronics提供了新的机会。然而,层堆积的2D C-MOF的相邻分子之间的强π相互作用歼灭了活跃的自旋中心,并显着加速了自旋松弛,严重限制了它们作为自旋量子的潜力。在此,我们通过控制层间堆叠来报告2D C -MOF中电荷传输和自旋动力学的精确调整。在共轭配体上引入了笨重的侧基,从而使2D C -MOFS层从锯齿状的堆叠到交错的堆叠量显着脱位,从而在空间上削弱了层间相互作用。因此,2D C -MOF的电导率降低了六个数量级,而旋转密度则增加了30倍以上,并且自旋晶格松弛时间(t 1)增加到〜60 µs,从而使旋转宽松的参考2D C -MOF变得越来越快地占据了旋转的良好。自旋动力学结果还表明,无旋转极化对或双极在这2D C -MOF的电荷传输中起关键作用。我们的策略提供了一种自下而上的方法,可以在2D C-MOF中扩增自旋动力学,从而为开发基于MOF的Spintronics开辟了途径。
P 12 Theoretical and Experimental Insights Into Stimuli Responses of Two Isostructural Mofs Differing by a Single Atom ............................................................................................................................................................................................................................... Mazur, Bogdan Kuchta, Filip Formalik, Volodymyr Bon, Stefan Kaskel,Kornel Roztocki,Agnieszka Janiak
摘要我们提出了一个可转移的力场(FF),用于模拟线性和环状硅氧烷的块状特性以及在金属有机框架(MOF)中这些物种的吸附。与先前的siloxanes FF不同,我们的FF可以准确地再现大量相中每个物种的蒸气平衡。使用标准的Lorentz-Berthelot结合了MOF框架原子规则,在没有开放金属位点的范围内评估了FF的质量与通用力场结合使用,与分散校正的密度功能理论计算相结合。使用此FF的预测与可用的MOF中的硅氧烷吸附的有限的实验数据相吻合。作为使用FF预测MOF中的吸附性能的一个示例,我们提出了模拟,研究了检查二进制线性和环氧烷混合物在大孔MOF中与结构代码FOTNIN中的熵效应。
金属有机骨架 (MOF) 是一类多样化的材料,由有机配体与金属离子反应形成由多孔网络组成的晶体配位化合物。MOF 具有高内部表面积和易于调节的化学性质,因此已被用于各种各样的应用,[1] 包括:气体存储和分离、[2] 催化、[3] 传感、[4] 水净化、[5] 药物释放、[6] 和电子学。[7] 然而,MOF 的不溶性使其很难加工成实际应用所需的复杂形状和图案,从而限制了它们在复杂设备中的使用。[8] 因此,人们探索了各种各样的方法来在表面上生长、沉积和图案化 MOF。 [9] 这些技术包括:喷涂、[10] 旋涂、[11] 浸涂、[11,12] 软光刻、[13] 微流体[14] 和 3D 打印、[15] 静电纺丝[16] 和凝胶整体法。[15c,17]
金属有机骨架 (MOF) 代表了一类相对较新的材料,由于其独特的特性(例如多级孔隙率、活性金属中心、连接体/金属节点的多功能性和大表面积)而备受关注。在众多 MOF 中,Zr 基 MOF 表现出相对优异的化学和热稳定性,使其成为能源和环境应用的理想选择。作为 Zr-MOF,NU-1000 首次在西北大学合成。本文全面回顾了合成 NU-1000 MOF 以获得独特表面特性(例如,多样化的表面形貌、大表面积和特定的孔径分布)的各种方法,以及它们在催化(电催化和光催化)、CO 2 还原、电池、储氢、气体储存/分离和其他环境领域中的应用。该评论进一步概述了 NU-1000 MOF 及其衍生物在实际应用中开发所面临的当前挑战,并揭示了未来研究的领域。