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马普所，Nature Synthesis！

微算云平台 · 公众号 · · 2025-01-21 08:39

正文

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研究背景

金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）是近年来网状化学领域的研究热点。MOFs通过金属有机配位连接构建，具有较高的晶体性和结构可调性，广泛应用于气体存储、分离和催化等领域；COFs则通过可逆的共价有机连接构建，提供了更高的化学稳定性，特别适用于长时间使用或高温高压环境下的应用。然而，MOFs和COFs各自也存在一定的挑战。MOFs由于金属配位的几何结构限制，往往需要特定的组分才能在水相或酸碱条件下保持稳定；而COFs的晶体性较差，至今只有少数COFs可以通过单晶X射线衍射（SCXRD）解析，且合成条件要求较为苛刻。因此，如何将两者的优点结合，解决各自的缺点，成为了材料科学中的一大难题。

成果简介

为此， 德国马普固体研究所Kenichi Endo，Bettina V. Lotsch等人 在Nature Synthesis期刊上发表了题为“Crystalline porous frameworks based on double extension of metal–organic and covalent organic linkages”的最新论文。

科学家们提出了一种新的设计策略——金属有机共价有机框架（MOCOFs）。这一策略通过金属有机和共价有机连接的双重扩展，既保留了MOFs的高晶体性，又获得了COFs的高化学稳定性。研究者们成功合成了首个MOCOF材料MOCOF-1，采用配位键和亚胺连接构建了三维网络结构。该材料不仅展示了比类似COFs更高的晶体性，还在化学稳定性上优于传统MOFs。此外，MOCOF-1的结构可通过异构化学进行调控，进一步扩展了其应用潜力。MOCOFs的提出为网状材料的设计提供了新的思路，推动了MOF和COF领域的进一步发展。