二氧化硫（SO2）和二氧化氮（NO2）的大气污染已对环境和人类健康造成重大危害。设计高效的MOF材料以实现对SO2和NO2的净化仍然是清洁空气技术发展的一项具有挑战性的工作。尽管揭示吸附材料微环境中活性中心的结合机理可以为设计具有所需选择性的新材料提供基本的见解。然而，由于MOFs材料对SO2和NO2等腐蚀性气体较差的稳定性，关于MOF材料中的吸附研究进展仍然有限。
基于此，南开大学师唯教授，曼彻斯特大学杨四海教授报道了展示了NKU-100对SO2和NO2的高吸附（在298 K和1.0 bar时分别为6.21和5.80 mmol g-1）。
文章要点
1）在二甲基甲酰胺和水的混合溶剂中，将Ni(CH3COO)2·4H2O和H4L在170 ℃下反应3 d，合成了NKU100单晶。微波反应可在30 min内合成出块体NKU-100。研究发现，NKU-100基于一个前所未有的{Ni12}轮结构，显示了6个单独的Ni(II)开放位置。这导致其内部的表面密度高达2.22 Ni(II)/100 Å2。
2）原位同步X射线单晶衍射表明，SO2和NO2在Ni(II)位点和主要由有机部分组成的第二配位球内的其他“软”结合位点发生了可逆配位。此外，研究人员利用原位同步加速器红外光谱研究了SO2负载量对主客体结合动力学的影响。
3）动态穿透实验表明，NKU-100在选择性捕集低浓度混合气体中的SO2和NO2方面具有广阔的应用前景。
这项工作有望对未来设计高效的SO2和NO2吸附剂提供一定启发。
参考文献
Zongsu Han, et al, A {Ni12}-Wheel-Based Metal-Organic Framework for Coordinative Binding of Sulphur Dioxide and Nitrogen Dioxide, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202115585
https://doi.org/10.1002/anie.202115585
