Angew:基于TriBlock聚合物和Hofmeister离子协同效应的有序大孔MesoMOFs
痴迷文献 痴迷文献 2020-05-14

在过去的几十年中,有序介孔材料(OMMs)由于其独特的物理和化学特性而受到越来越多的关注。模板策略被广泛认为是产生有序介观结构的灵活而有效的途径。由于使用聚合物表面活性剂作为软质定向剂的突破,已经成功地实现了各种大孔OMMs,例如SBA-15或中孔金属氧化物。与这些传统基质相比,MOFs的不同组成和丰富的活性位点使它们在吸附,能量转化,催化以及生物医学科学方面具有独特的吸引力。通常在MOFs基质中引入大而连通的孔道通常有助于提高其性能。然而,很少有报道报道由软模板构建的mesoMOF,这些模板具有有序的中孔结构,大的中孔尺寸与大多数生物大分子的尺寸匹配(> 6 nm)以及出色的通道连通性和稳健的结晶度。研究表明,Hofmeister离子对MOF的生长过程具有重要作用。一系列盐化离子可以通过独特的“增溶介导”机制促进MOFs的结晶,因此可以在水相和温和条件下获得许多稳定的MOFs,这与软模板的自组装兼容。因此可以开发一种合理的聚合物表面活性剂自组装策略,以基于霍夫迈斯特效应获得具有优异化学稳定性的有序大孔mesoMOFs。

有鉴于此,华东理工大学顾金楼教授,林绍梁教授,华东师范大学黄荣研究员报道了构建了一种有序的介孔金属有机骨架(mesoMOFs),其孔径均匀约10 nm,并且微孔壁厚,这为大分子通过晶体MOFs扩散提供了可能性。

文章要点

1研究人员通过将Hofmeister效应与三嵌段共聚物的结构导向性能耦合,证明了盐介导的模板策略,可合成具有有序,可及的大介孔(约10 nm)的分层介孔Ce基MOF(表示为Ce-HMMOFs)并充分结晶以Pluronic聚(环氧乙烷)-聚(环氧丙烷)-聚(环氧乙烷)(PEO-PPO-PEO)共聚物为软模板,1,4-二羧基苯(BDC)作为构架配体和Hofmeister形成微孔壁ClO4-的盐溶离子作为介体。同时,通过更改模板,通过使用P123(PEO20PPO70PEO20)和F127(PEO106PPO70PEO106 )分别作为结构导向剂。

2基于三嵌段共聚物模板和Hofmeister盐化阴离子的协同效应促进了稳定MOF在水相中的成核作用以及MOF在模板周围的原位结晶,从而产生了具有周期性排列的大介孔的微晶。

3得益于大孔通道以及坚固的微孔晶体结构,mesoMOFs传质得到了改善,使其成为用于高效消化各种生物蛋白的理想纳米反应器。研究人员选择胰蛋白酶作为模型酶以高容量固定在Ce-HMMOFs中,以用作消化各种生物蛋白的高效催化剂。

该策略将为合理设计具有各种组成和功能的新型有序大孔mesoMOFs提供指导,并为涉及生物大分子的潜在应用铺平了道路。

Ke Li, et al, Ordered Large-Pore MesoMOFs Based on Synergistic Effects of TriBlock Polymer and Hofmeister Ion, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI:10.1002/anie.202006124

https://doi.org/10.1002/anie.202006124


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