生物质子通道是一种亚1纳米的蛋白质孔，与其他离子相比具有超高的质子(H+)选择性。受生物质子通道的启发，开发具有生物级选择性的人造质子通道对分离科学具有基础性意义。
有鉴于此，澳大利亚莫纳什大学王焕庭教授，Huacheng Zhang报道了由磺化金属有机骨架(MOF)，UIO-66-X，X=SAG，NH-SAG，(NH-SAG)2（SAG：磺酸基团）合成的质子通道，它们具有亚1纳米窗口和模拟天然质子通道的高密度磺酸基团。
文章要点
1）研究人员通过将锆基MOF（UiO66，UIO66-NH2，UIO66-(NH2)2）原位生长到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纳米通道中，然后用磺乙酸(SAA)进行后改性，制备了亚纳米MOF通道。
2）用于离子筛选的埃尺寸窗口和用于质子跳跃的纳米限制磺酸基团的磺化UIO-66衍生物MOF通道的离子电导顺序为：H+>>K+>Na+>Li+，磺化的UIO-66衍生物通道比未磺化的UIO-66通道具有更高的质子选择性。特别是，UIO-66-(NH-SAG)2通道具有超高的质子选择性，H+/Li+高达100，H+/Na+为80，H+/K+为70，分别是UIO-66-NH-SAG通道的3倍和UIO-66@SAG通道的15倍。
3）磺化的亚1纳米MOF通道具有超高的质子选择性，这主要归功于窄的窗口-腔孔结构，用纳米受限的高密度磺酸基团官能化，促进了质子的快速传输，同时排除了其他阳离子。
这项工作为开发选择性离子传导和高效离子分离的功能性MOF通道开辟了一条途径。
Xingya Li, et al, Sulfonated Sub-1-Nanometer Metal-Organic Framework Channels with Ultrahigh Proton Selectivity, J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c03554
https://doi.org/10.1021/jacs.0c03554
