将活性客体化合物封装在金属有机框架(MOFs)结构中，是达到超越裸MOF和/或客体物种性能的最有希望的途径之一。与传统的将客体物质封装到MOF腔体中的主体/客体复合物相比，核壳复合材料显示出对孔的更好可及性，从而确保衬底的最佳扩散，同时呈现独特的结构，防止活性物种的聚集，并确保核壳之间的紧密相互作用，从而产生协同效应。

有鉴于此，巴黎高等师范学校Christian Serre和Antoine Tissot等人，讨论了基于金属有机框架的核壳复合材料的主要的合成策略，然后重点介绍了其潜在的应用，如多相环境催化、气体分离和传感等，并简要介绍了其他一些应用(生物应用……)。

本文要点

1）总结了MOF基核壳复合材料领域的最新进展，主要包括封装的无机纳米颗粒，金属氧化物和MOF中的MOF。大量的MOF外壳和无机材料核提供了几乎无限可能的组合，使这些化合物具有广泛的应用前景。这些核-壳复合材料可以结合核材料（壳MOF中不存在的特性）和壳MOF（可设计的孔径大小/形貌，物理/化学特性）的优势，最终导致协同效应。

2）尽管迄今为止在该领域已经取得了巨大的成就，但是仍然存在一些挑战/缺点。例如，使用具有有限化学稳定性的MOF作为外壳是满足实际应用要求的明显限制，特别是当暴露于水和/或腐蚀性物质时。因此，一个重要的挑战是将这些核-壳结构进一步扩展到化学/热稳定性的MOF，这需要冒险进入更复杂的化学过程，在某些情况下，这些化学过程与脆弱的活性物种不相容。此外，控制核-壳形成的合成参数通常仍然不清楚，尽管很少有报告指出其中一些的关键作用（例如，封端剂，阴离子，金属/配体的比例等等）。目前还缺乏对合成参数的系统探索，限制了理想核壳结构的成功制备。确实，控制壳的厚度，控制内核的空间分布/含量仍然非常具有挑战性。

3）在催化应用方面，金属节点与NPs之间的电荷转移行为可以看作是协同效应的显著特征。然而，最大化这种界面交互仍然需要很多努力。例如，尚不清楚允许宿主与客体之间有效协同作用的结构参数，需要额外的计算和实验工作来建立结构-活性关系，从而指导具有“改进”性能的固体的设计。最后，一锅合成策略的使用应该进一步发展。与此同时，仍然需要开发先进的表征技术来理解活性NP与MOF在催化中的协同作用，以便更好地了解材料的性能并指导下一代固体的设计。

参考文献：

Shan Dai et al. Recent Progresses in Metal–Organic Frameworks Based Core–shell Composites. Advanced Energy Materials, 2021.

DOI: 10.1002/aenm.202100061

https://doi.org/10.1002/aenm.202100061