JACS:Zr-MOF材料中的Lewis酸性催化位点
纳米技术 纳米 2020-12-03

高稳定性的Zr基MOF是异相催化剂的富有吸引力基底、能够均匀排列和修饰金属簇合物(金属氧化物/硫化物)的催化剂,比如六配位的Zr(IV)-MOF中的节点低于12配位,没有被配体占据的位点通常被具有反应性的OH/H2O占据,这种溶剂化的配体为催化反应过程提供了可接触的Lewis酸性Zr(IV)催化活性位点,从而能够进行催化反应。目前,一种新型结构八个配体相互连接的Zr-MOF材料,NU-1000,其中三个节点修饰甲酸配体,仅留下一个配体修饰OH/H2O。有鉴于此,河海大学Zhiyong Lu、美国东北大学Joseph T. Hupp等报道了一种策略,免于使用甲酸对MOF材料进行活化,能够将所有的节点位置修饰OH/H2O。

本文要点:

(1)

发现在甲酸替换OH/OH2的材料中遵循一定的次序和规律:首先,消除未被MOF识别的稳定性较弱的甲酸从而提供可接触溶液的位点,从而能够在较低温度中得到位点开放的Zr(IV)。随后,当没有甲酸存在,可逆的消除溶液化配体过程中实现MOF的介孔/微孔结构能够可逆的收缩。最后,当甲酸被OH/OH2替换,NU-1000型MOF材料在对G型化学战剂武器的催化水解降解性能提高了10倍。

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参考文献

Zhiyong Lu*, Jian Liu, Xuan Zhang, Yijun Liao, Rui Wang, Kun Zhang, Jiafei Lyu, Omar K. Farha, and Joseph T. Hupp*, Node-Accessible Zirconium MOFs, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c09782

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c09782


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