MOF-on-MOF异质结构因其潜在的催化协同效应而受到材料科学的广泛关注。然而，精确控制MOF成核阶段的生长模式以同时控制金属成分和结构尺寸仍然是一项具有挑战性的工作。

近日，受各向异性生长在单个MOF水平上成功构建2D MOF的启发，国科大Jianfeng Li报道了利用反外延生长模式来构建具有超薄覆盖层特征的2D-on-3D MOF-on-MOF异质结构，该异质结构在光催化领域显示了有趣的“维度混合”效应。

文章要点

1）反外延生长模式涉及三个关键问题:(i)合理选择晶格匹配的主体MOF作为种子，第二客体MOF作为二维覆盖层(2D30覆盖层)构件；(ii)动力学参数优化，以平衡核沉积和生长过程；和(iii)聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助，以保证核遵循“抗沉淀生长”。

2）除了对形成机制(包括沉积和生长过程)的研究，研究人员还成功地将该策略扩展到Zn、Cd、Co和Ni元素，用于构建不同的2D-on-3D异质结构（2D-on-3D Cu, Zn, Cd, Co和 Ni）。在光催化制氢中，由于超薄覆盖层，2D-on-3D Cu显示出比传统的“维数相同”MOF结构高出一个数量级的活性增强，这是由于其更快的电子转移速率和更有效的电子-空穴分离能力所致。

参考文献

Yang Wang, et al, Two Dimensional-on-Three Dimensional Metal-Organic Frameworks for Photocatalytic H₂ Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202211031

https://doi.org/10.1002/anie.202211031