锆基MOF（Zr-MOF）通常表现出高的热稳定性和化学稳定性，甚至通过使用非常大的有机连接分子也可以得到介孔材料。这些连接子的大小本质上能够形成大孔，但它们也倾向于增加对骨架塌陷的敏感性。通常，Zr-MOF的稳定性来自Zr⁴⁺中心与配体之间强大的锆-氧键以及无机构筑单元（IBUs）的高连通性。

近日，德国基尔大学Norbert Stock，瑞典斯德哥尔摩大学Xiaodong Zou教授，德国海德堡大学Claudia Backes报道了具有热（在空气中高达330℃）和化学稳定的层状介孔Zr-MOF CAU-45 [Zr₃₀O₂₀(OH)₂₆(OAc)₁₈L₁₈]的合成和表征。

文章要点

1）研究人员通过溶剂热条件下，在160 °C下，5-氨基间苯二甲酸与乙酸锆在冰醋酸中反应的高通量接头筛选合成具有低结晶度的CAU-45。在此过程中，5-氨基间苯二甲酸转化为5-乙酰氨基间苯二甲酸，后者作为CAU-45合成的实际接头分子。

2）采用连续旋转电子衍射（Continuous rotation electron diffraction, cRED）技术测定了CAU-45的结构。其结构包括六核和十二核的锆氧团簇的IBUs和大的六角孔，其最窄的部分直径约为17 Å，最宽的部分直径约为22 Å。在每个单元中，总共有18个乙酸酯配体覆盖了IBUs上的自由配位点，其中有6个直接指向孔的中心，从而为后合成修饰开辟了可能性。

3）材料的各层通过大量的氢键结合在一起，在层的交叉处，每个孔道总共有18个氢键。这些键通过它们的N-H质子和C=O氧原子建立在相邻的连接基酰胺基团之间，形成沿孔壁垂直于晶体c轴的圆环形连接方案。尽管存在这种相对较强的平面外粘合力，但研究人员证明了通过LPE剥离的可能性，这可以生产出具有完整结构的CAU-45纳米片油墨，并可以通过离心选择其尺寸。

CAU-45固有的溶液加工性和尺寸的可调性使其有望在未来的工作中测试其在催化、气体和离子分离或传感等各种应用的性能。

Sebastian Leubner, et al, Synthesis and Exfoliation of a New Layered Mesoporous Zr-MOF Comprising Hexa- and Dodecanuclear Clusters as well as a Small Organic Linker Molecule, J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c06978

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c06978