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如何为上万种MOFs材料进行分类?

MOFs(Metal-Organic Frameworks,金属有机框架)材料是一类由金属离子或金属簇与有机配体通过配位

s(金属有机框架是一类由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键连接而成的,具有高度有序的结构和可调的孔隙性。根据金属中心、配体类型及结构特征,s材料可以进行多种分类按金属中心可分为过渡金属、稀土金属、铝基、锌基和铜基s;按有机配体可分为氧化物配体、芳香族配体和基于氨基酸的配体;按结构特征则可分为立方体、六方形、菱形和四面体结构等。

MOF材料在气体存储、催化、分离、传感等领域具有广泛应用,为科学研究和技术创新提供了丰富的选择。

按金属节点分类

MOF以s,金属配位键能较弱,整体结构稳定性偏低,多数仅适用于低温、无水等温和环境。

MOF以s,因高价金属s:Zr、Hf、Al等高价金属构筑的MOFUIO-66和MIL-101等。

按配体结构分类

MOF以咪唑类配体s:ZIFs),如ZIF-8,具有良好的热稳定性和水稳定性,适用于多种气体分离与纳米粒子负载体系。

MOF以吡啶、三唑等杂环类配体构建的IRMOF 系列:MOF-5为原型,通过替换同构配体保持拓扑一致性与实现孔径调控,如-3是在BDC配体上引入氨基官能团,显著提升其CO吸附选择性。

由过渡金属(PCN系列:rht、ftw)为特征,基于次级构筑单元(如ZrO(OH)簇)并通过多齿配体构建的分级孔道材料,如pcn-222具有1D介孔通道(3.8nm)与微孔壁结构(1.1nm),可实现多尺度协同传质。

由UIO系列:[ZrO(OH)]八面体簇为节点,通过12个羧酸配体连接形成超高稳定性框架,如uio-66的配位数高达12,其分解温度超过500°C,在沸水中稳定存在7天,甚至在10mHCl中保持结晶性24小时。

按功能导向分类

MOF主要用于气体如₂、₂、₄的高效储存与选择性分离,依赖于其高比表面积和调控性孔径。

MOF通过内建的导电型与光电响应型s:CO药物递送类s具备良好生物相容性、可控孔径和可生物降解性的