纳米人-赵丹Chem. Soc. Rev.综述：铪（Hf）和铈（Ce(IV)）金属有机骨架的化学研究和应用进展

赵丹Chem. Soc. Rev.综述：铪（Hf）和铈（Ce(IV)）金属有机骨架的化学研究和应用进展

Nanoyu Nanoyu 2021-02-23

有机连接配体与金属簇的配位连接形成了金属有机骨架（MOFs），其中金属簇和配体以周期性方式在空间上缠绕在一起。具有不同长度和官能团的可调节配体的大量使用，使得MOFs具有从几埃到纳米的强大分子孔隙率。在MOF的大家族中，Hf基MOFs因其独特而突出的化学、热稳定性、机械稳定性和酸性等优点，在实际应用中具有广阔的应用前景。此外，自2015年首次发现四价铈[Ce(IV)]以来，人们发现，其能够形成与Zr和Hf相似的拓扑MOF结构。迄今为止，人们已经报道了大约40个Ce(IV)-MOFs，其中60%具有UiO-66型结构。

近日，新加坡国立大学赵丹教授，Zhigang Hu对Hf/Ce(IV)-MOF的化学、独特性、合成和应用进行了全面的综述，重点总结了Hf/Ce(IV)-MOF的簇合物、拓扑结构、配体结构、合成策略和实际应用等方面的研究进展。

文章要点

1）作者首先通过几个典型的研究案例详细阐明了Hf/Ce(IV)-团簇的配体连接性，以及它们是如何构建形成不同拓扑结构的Hf/Ce(IV)-MOFs。

2）作者接下来从化学/热/机械稳定性、Lewis/Brønsted酸性和氧化还原/光催化活性等方面系统总结了Hf(IV)和Ce(IV)基MOFs的优点。

3）作者对目前设计和合成Hf和Ce(IV) 基MOFs的策略进行了合理化，并提供了一些通用的的合成指导，此外还对其缺陷工程进行了详细总结。

4）作者总结Hf和Ce(IV) 基MOFs在气体和液体分离，非均相催化，生物医学处理，化学传感和压电/铁电器件中的主要应用进展。

5）作者最后展望了Hf/Ce(IV)-MOFs未来的发展前景，包括Hf/Ce(IV)-团簇的功能设计、缺陷工程以及膜开发、多种催化反应、辐射吸收在核废物处理、水生产和废水处理等方面的应用。