由新加坡國立大學John Wang教授團隊發表了1篇關于構建具有高比表面積和多孔結構的有機金屬框架 (MOF) 衍生材料的設計策略的綜述: 因具有比表面積大，孔隙率高等優異的結構特征，以MOF作爲模板或前驅體衍生而出的各類功能材料，近年來在能源、水處理、傳感器以及生物醫學等多個領域都展現出相當可觀的應用前景。爲了盡可能地緩解在MOF轉化爲衍生材料的過程中所發生的結構坍塌、比表面積和孔洞損失等問題，研究者們嘗試了許多別出心裁的設計策略。這篇綜述系統總結了近年來用于優化MOF衍生材料的結構特征的設計策略。本文從熱處理和液相處理兩大基本的轉化過程出發，詳細地討論了在各轉化階段存在的影響因素，然後從“先天”和“後天”這兩個角度來分類總結了在提升MOF衍生材料的比表面積和孔隙率的策略上的研究進展。“先天”方面主要包括前驅體MOF中金屬節點、有機配體和客體分子的選擇和搭配對衍生物的結構産生的深遠影響；“後天”方面主要涉及了轉化手法和轉化過程中各環境因素（如熱處理中的溫度、氣氛，和液相處理時溶液的酸堿性及其它溶液離子的影響等等），最後介紹了這些設計策略在不同領域中的實際應用效果。相關研究成果發表在Journal of Materiomics第7卷第3期。題目爲Design Strategies for MOF-derived PorousFunctional Materials: Preserving Surfaces and Nurturing Pores. 您可以點擊以下鏈接免費下載！https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352847820305013
內容概要
金屬有機框架材料 (MOFs)作爲一類由金屬離子/團簇與有機配體組裝而形成的多孔晶態材料，在近二十年來吸引了廣泛的注意。相比于許多傳統材料，MOF具有衆多優異的特性，如高比表面積，高孔隙率和多樣的孔洞結構，豐富且可調控的元素組成，以及均勻分布的金屬位點。這些優勢使其不僅作爲功能材料本身獲得了很多關注，而且更是使MOF作爲模板和前驅體被廣泛用于其它各類性能優異的多孔材料的合成。由MOF衍生而來的材料具有豐富的多樣性，涵蓋了多孔碳，金屬，金屬化合物，以及它們在納米尺度上種類繁多的複合材料。MOF衍生材料通常一定程度地繼承了其母體MOF的形貌特點，因此部分保留了高比表面積、多孔、和活性位點豐富的優勢，同時又能具備更勝于MOF的穩定性和導電性。這些特質使MOF衍生材料在許多熱門領域（如能源、水處理、傳感器以及生物醫學等）都展現出相當可觀的應用前景。
以MOF作爲模板和前驅體來衍生出功能材料的方法爲材料的設計與應用注入了許多新鮮的思路，然而在衍生過程中也不可避免地面臨一定程度的孔洞坍塌和比表面積的損失——這一問題極大地限制了MOF衍生物優勢的發揮。如何盡可能地避免轉化過程對結構的破壞，維持MOF衍生物的比表面積和多孔結構，迄今仍是一項艱巨的挑戰和研究重點。因此了解轉化過程中存在的基本變量並對其加以控制，對于不斷優化MOF衍生物的結構特征以及提升相關性能是大有裨益的。
MOF衍生物的性質與母體MOF和轉化過程均息息相關。母體MOF相當于衍生物的“先天基因”。采取不同的MOF或者改變其組成部分會直接決定其衍生物能達到的性質，如孔洞結構，顆粒大小等。而轉化手法可以看做爲“後天的培養”。通過調節轉化條件和步驟，可以在一定程度上控制母體MOF各組分的變化來影響最終衍生物的性質。這兩個因素共同塑造和影響了MOF衍生物的性質；因此，精確地調控從母體MOF到轉化手法的每一個變量，可以高效而精准地設計出豐富的衍生材料。
這篇綜述旨在從基礎轉化原理出發，理清母體MOF-轉化過程-衍生産物這三個環節間的密切關聯。本文循序漸進的討論了MOF轉化過程中存在的各種變量以及帶給最終産物的影響，並著重分類討論了關于優化MOF衍生材料的結構特征（如比表面積、孔隙率等）的設計策略，以及這些策略在實際應用中的效果。文章末尾還提出了對該領域的展望，歡迎大家浏覽閱讀。
亮點
- The pathways leading to, and precursor-process-product correlations in, MOF-derived porous materials are elucidated.
- Design strategies for improving the structural features of MOF-derived materials are formulated from “nature” to “nurture”.
- MOF-derived porous materials are discussed for different targeted applications.
Journal of Materiomics（JMAT），是由中國硅酸鹽學會和Elsevier合作出版的英文期刊,被SCI和scopus收錄，影響因子5.797(Material Science, multidisciplinary Q1分區)，Citescore爲8.6，從投稿到在線出版一般在60天以內！
The Journal of Materiomics is indexed by SCI (IF=5.797, rank in Q1 of Material Science, multidisciplinary) and Scopus (Citescore 8.6), aims to provide a continuous forum for the dissemination of research in the general field of materials science, particularly systematic studies of the relationships among composition, processing, structure, property, and performance of advanced inorganic or non-metallic materials. Supported by the Chinese Ceramic Society, the Journal of Materiomics is a peer-reviewed open-access journal.
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