晶态所在超高稳定性金属有机框架材料(MOFs)的合成方面取得重要进展

近日，晶态材料研究所在超高稳定性金属有机框架材料(MOFs)的合成方面取得重要进展，相关成果已于近日以封面文章形式在国际权威期刊德国《应用化学》在线发表（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201701217; Cover DOI: 10.1002/anie.201703997）。青年教师王俊豪博士是本工作的第一作者兼通讯作者，张献明教授是共同通讯作者。

金属有机框架材料(metal organic frameworks, MOFs)是由有机配体和金属离子簇通过配位键自组装形成的一类多孔材料，具有比表面积大，孔道有序可调，易功能化等优点，是非常有应用前景的多功能材料，近年来一直受到广泛关注。然而MOFs中配位键键能相对较低，材料的稳定性已成为制约其进一步发展和应用的关键因素之一。以Cr₃O(COO)₆为构筑单元的Cr-MOFs具有很高的稳定性，介孔孔洞和大的比表面积，在催化、吸附、分离等方面具有很高的应用价值。然而，Cr-O键的极端惰性使Cr-MOFs材料不易结晶，合成条件苛刻，相关材料的直接合成和功能化非常困难，尽管目前已发展出合成后金属交换制备Cr-MOFs的途径，但其交换条件仍然苛刻，而且没有广泛适用性。因此，亟需发展新的合成Cr-MOFs的方法。

王俊豪博士等最初合成了Fe₃O(COO)₆簇基的金属有机框架材料Fe-SXU-1 (SXU是山西大学英文的首字母缩写)，在研究Fe-SXU-1向Cr-SXU-1转化的过程中发现含有酮羰基溶剂与金属离子的配位作用在Fe/Cr MOFs框架转换中的重要作用，提出溶剂辅助金属交换（solvent assisted metal metathesis）的概念，而且通过一系列实验确定丙酮是目前Fe/Cr MOFs交换反应的最理想溶剂，具有反应温度低、所用Cr³⁺盐溶液浓度低，以及适用性广泛等优点。该工作受到审稿人的一致好评，认为该结果在高稳定性MOF的合成方面取得了跳跃式进展并且对于MOFs骨架交换反应机理的研究以及高稳定性MOFs的构筑具有重要理论及实际应用价值，被选为封面文章。

山西大学是本工作的第一单位和唯一通讯单位。本工作得到中组部万人计划、国家自然科学基金、山西省三晋学者、山西省青年科技研究基金和山西大学科研启动费的资助。分子科学研究所青年教师张莹博士参与了本研究工作。感谢暨南大学李丹教授、汕头大学李冕研究助理的帮助，以及大型仪器中心在ICP-MASS等测试方面给予的大力支持。