1. JACS：二维COFs的成核-延伸动力学

均相二维（2D）聚合是一个鲜为人知的过程，在该过程中，拓扑平面单体发生反应以形成平面大分子，通常称为2D共价有机框架（COFs）。传统上COFs局限于弱结晶的聚集粉末形式，最近已有报道通过temporally resolving生长和成核过程，可将它们制成微米级的单晶。近日，佐治亚理工学院Jean-Luc Bredas，美国西北大学William R. Dichtel等通过动力学Monte Carlo（KMC）模拟对二维COFs的成核和生长速率进行定量分析，结果表明成核和生长分别对单体浓度具有二阶和一阶依赖性。

作者通过系统测量COFs成核和生长速率（原位X射线散射实验）证实了计算结果，这也证实了成核过程和延伸过程对单体浓度的依赖性。作者还发现，存在一个阈值单体浓度，在该阈值以下，成核作用占主导地位。该工作的计算和实验结果使最近的经验观察合理化，即在2D COFs单晶的形成过程中，当缓慢添加单体时，在成核过程中，生长起主导作用，以限制其稳态浓度。对成核和生长过程的机制进行理解将为二维聚合的合理控制提供依据，并最终使人们能够获得设计好的高质量的二维聚合物材料。

Haoyuan Lia, Austin M. Evansb, William R. Dichtelb*,Jean-Luc Bredas*, et al. Nucleation-Elongation Dynamics of Two-DimensionalCovalent Organic Frameworks. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b10869

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b10869

2. JACS：三维扩展的含硫二次结构单元的铅基金属有机框架的半导体特性

近年来，由含硫二次结构单元组成的金属有机骨架(MOFs)作为一种具有高导电性和光电催化性能的独特电子材料，受到了人们的广泛关注。研究了金属有机骨架的节点设计，以改善其结构性能，如刚度、孔径和孔隙形状。为了改善结构性能，使用二次从结构单元(SBUs)是一个非常强大的概念，因为SBUs促进了结构稳定性和多样性的MOFs的建设。这些MOFs还具有有用的物理特性，例如通过开放金属位点吸附气体的能力，以及催化、半导体和各种电学特性。

由于SBUs的发展是扩大MOF领域所必不可少的，大量的具有许多独特功能和结构特征的SBUs依赖于原子的结合和SBU的结构。在此，关西学院大学Daisuke Tanaka报道了KGF-1的晶体结构，这是一个由三维扩展的含硫二次结构单元组成的Pb-MOF的例子，它表现了分子筛选行为、可见光吸收和半导体带结构，是一种析氢光催化剂。

Yoshinobu Kamakura，Pondchanok Chinapang，Shigeyuki Masaoka，Akinori Saeki，Kazuyoshi Ogasawara，Shigeto R. Nishitani，Shigeto R. Nishitani，Hirofumi Yoshikawa，Tetsuro Katayama，Naoto Tamai，Kunihisa Sugimoto，Daisuke Tanaka. Semiconductive Nature of Lead-Based Metal–Organic Frameworks with Three-Dimensionally Extended SulfurSecondary Building Units. J. Am. Chem. Soc.
DOI: 10.1021/jacs.9b10436

https://doi.org/10.1021/jacs.9b10436

3. 厦门大学JACS：DOTA树枝状有机框架用作高效的金属离子螯合剂

生物医学影像技术可为疾病诊断提供准确丰富的原位信息。许多金属离子在生物影像中扮演着重要角色，但游离的金属离子毒性较高，需要进行稳定的螯合。过去几年，钆类造影剂的稳定性和安全性引起广泛关注，几种动力学稳定性较低的钆类临床试剂均被美国食品药品监督管理局标注了“黑框警告”，在临床上被有条件地限制使用。因此生物医学影像急需影像性能更好、稳定性更高的螯合物探针。

近日，厦门大学高锦豪等提出了一种以配体为支化中心，构建生物影像树枝状大分子的原创策略。这一策略直接以配体DOTA为组装基元和支化中心，逐层构建系列充满DOTA配位穴的树枝状大分子。研究发现此类分子可以高效螯合大量的金属离子，所得到的多核金属螯合物在不同生理条件下的动力学稳定性均显著高于小分子DOTA螯合物，说明此类分子不仅具有很高的金属离子负载效率，而且具有很好的稳定性和生物安全性。（厦门大学化学化工学院）

Chengjie Sun, Hongyu Lin, Jinhao Gao*, et al.DOTA-Branched Organic Frameworks as Giant and Potent Metal Chelators. J. Am.Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b09269

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b09269

4. Angew: 规模化合成MOF基超多孔炭气凝胶

炭气凝胶(carbonaerogel)是一种轻质、多孔、非晶态、块体纳米炭材料，其连续的三维网络结构可在纳米尺度控制和剪裁，孔隙率高达80~98%，典型的孔隙尺寸小于50nm，网络胶体颗粒直径3~20nm，比表面积高达500~1100m²/g。与传统的无机气凝胶(如硅气凝胶)相比，炭气凝胶具有许多优异的性能和更加广阔的应用前景，具有导电性好、比表面积大、密度变化范围广等特点，在污染物处理、储能和电催化等领域具有广阔的应用前景。然而，以一种简单和可持续的方式大规模合成高性能CAs仍然具有较大的挑战性。

近日，青岛科技大学的山内悠辅教授和南京理工大学的李建生教授等人合作报道了一种利用廉价且广泛使用的琼脂糖(AG)生物质作为碳前体，可大规模合成超轻和超多孔CAs的环境友好方法。高孔隙率的沸石型咪唑盐框架-8 (ZIF-8)被引入AG气凝胶中，以增加比表面积并使杂原子掺杂成为可能。在惰性气氛中热解后，ZIF-8/AG衍生的氮掺杂CAs呈现出高度互联的多孔结构，其低密度为24 mg cm⁻³，高比表面积为516 m²/g，大孔隙体积为0.58 cm³/g。使用该策略合成的CAs在有机污染物的吸附方面有很大的应用潜力。

Chaohai Wang; Jeonghun Kim; Jing Tang; Jongbeom Na; Yong‐Mook Kang; MinjunKim; Hyunsoo Lim; Yoshio Bando; Jiansheng Li; Yusuke Yamauchi. Large-ScaleSynthesis of MOF-Derived Superporous Carbon Aerogels with ExtraordinaryAdsorption Capacity for Organic Solvents. Angewandte, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201913719

https://doi.org/10.1002/anie.201913719

5. JACS：一种赋予金纳米团簇具有催化活性和水溶性双性能的策略

近年来，金纳米团簇因其超小尺寸和明确的组成和结构而吸引了广泛的催化应用研究兴趣。但是，在这个新兴领域至少存在两个挑战。首先，配体的空间位阻抑制了团簇的催化活性；其次，使用金纳米团簇进行水相催化的机理常常是不明确的。近日，中科院固体物理研究所伍志鲲等报道了一种“一石二鸟”的策略，通过主客体化学来应对这两个挑战。

作者合成了一种新型的金刚烷硫醇保护的Au₄₀（S-Adm）₂₂纳米团簇，并将其与一种刚性的水溶性组分，γ-环糊精-金属有机框架（γ-CD-MOF）结合，然后应用到HRP-mimicking反应系统中。研究发现，Au₄₀（S-Adm）₂₂团簇与γ-CD-MOF结合所获得的催化剂表现出优异的水溶性和催化活性，与原始的Au₄₀（S-Adm）₂₂纳米团簇完全不同。此外，作者还通过DFT计算对HRP-mimicking反应的催化机理进行了研究。另一个有趣的发现是Au₄₀（S-Adm）₂₂具有独特的结构，可以将其视为Au₁₃二十面体单元衍生的结构，这与广为报道的包含Au₁₃二十面体为中心的的纳米簇不同。该工作新颖，有趣的结果对金属纳米团簇的性能调节和实际应用具有重要意义。

Yan Zhao, Shengli Zhuang, Zhikun Wu*, et al. A DualPurpose Strategy to Endow Gold Nanoclusters with Both Catalysis Activity andWater Solubility. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b11017

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b11017

6. JACS：把二维COFs做成纳米管

开发共价有机框架（COFs）的新应用是这一类新兴的多孔有机聚合物晶体发展的关键。近日，中科院上海有机所Xin Zhao等把COFs用作制备定义明确的管状纳米材料的前驱体。作者提出了通过二维异孔COFs选择性分解可控制地制备有机纳米管的概念验证研究。

作者基于正交反应构建了两个双孔COFs，每个COF都具有两种不同类型的孔，这些孔是通过将全hydrzaone键合的纳米孔与boroxines连接而形成的。实验发现，选择性水解COFs中的boroxine环，可以同时保持hydrzaone连接剂不受影响，从而生成直径和形状与COFs纳米孔相对应的有机纳米管。

Rong-Ran Liang, Xin Zhao*, et al. Fabricating OrganicNanotubes through Selective Disassembly of Two-Dimensional Covalent OrganicFrameworks. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b11401

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b11401

7. JACS：光活化MOFs中的Cu中心用于选择性地将CO₂转化为乙醇

将CO₂催化氢化为乙醇具有现实意义，但由于该过程需要形成一个C-C键同时保持一个C-O键完整，因此构成了巨大的挑战。最近的研究表明Cu^I中心可以选择性催化CO₂转化为乙醇，但是这些Cu^I催化位点在反应条件下不稳定。近日，厦门大学汪骋团队制备了UiO-67结构的光敏金属有机框架MOFs（Ru-UiO），进而使用低强度光在该MOF的腔体中生成Cu^I物种，将CO₂催化加氢成乙醇。

X射线光电子能谱和瞬态吸收光谱研究表明，Cu^I物种是通过MOFs上基于光激发的[Ru(bpy)₃]²⁺配体到腔体中的Cu^II中心以及从Cu⁰中心到光激发的基于[Ru(bpy)₃]²⁺配体的单电子转移生成的。实验表明，在光激活后，该Cu-Ru-MOFs杂化物在150°C，2MPa H₂/CO₂ = 3/1条件下，可以9650 µmol/g_Cu/h的活性将CO₂选择性氢化为EtOH。因此，低强度的光会生成并稳定Cu^I物质，从而持续生成EtOH。该工作为利用光来稳定中间氧化态的金属中心进行选择性化学转化提供了借鉴。

Lingzhen Zeng, Cheng Wang*, et al. Photo-Activationof Cu Centers in Metal-Organic Frameworks for Selective CO₂Conversionto Ethanol. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b11443

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b11443

8. Angew：具有光催化抑菌活性的MOFs用于自动控制室内湿度

具有长期稳定性和可逆高吸水特性的金属有机框架（MOFs）是集水和室内湿度控制的理想材料。近日，北京理工大学王博，林政国，Yuanyuan Zhang等报道了一种新型的介孔且高度稳定的MOFs，BIT‐66，其具有室内湿度控制功能和光催化抑菌作用。实验发现，BIT‐66 (V₃(O)₃(H₂O)(BTB)₂)在相对湿度为45％-60％范围内具有出色的水分可调性，吸水率和工作容量分别为71wt％和55wt％，在水的吸附-解吸循环中显示出良好的可回收性和出色的性能。更重要的是，该MOFs在可见光下表现出独特的光催化抑菌性能，可以有效改善吸水材料中的细菌和/或霉菌滋生问题。该工作可能为空调建筑物，航天飞机和潜艇中先进的室内湿度控制系统的设计提供启发。

Dou Ma, Yuanyuan Zhang,* Zhengguo Lin,* Bo Wang*, etal. A Hydrolytically Stable V(IV)‐Metal‐OrganicFramework with Photocatalytic Bacteriostatic Activity for Autonomous Indoor HumidityControl. Angew. Chem. Int. Ed., 2019

DOI: 10.1002/anie.201914762

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201914762