近日,伯尔尼大学Piero Macchi、Rebecca Scatena团队采用{Cu3(BTC)2}n和{Zn3(BTC)2}n这两种同构的MOFs作为建立介电性能的模型,以区别化学吸附和物理吸附的客体分子以及特定的框架内和框架-客体连接的作用。作者利用电子电荷密度分析、阻抗谱、DFT模拟和极化率原子划分进行分析。这些分析能够在不同程度的孔隙填充下观察到客体分子引起的结构和电子变化,尤其是在化学作用下。孔隙内的静电势可以用来描述吸附机理,并估计框架引起的客人极化。介电常数对真实和假想组分的频率依赖性和大小有很大差异,这是由于以下因素造成的:1)合成过程中捕获孔隙中的客体分子;2)MOF活化;3)活化后从大气中吸收水分。通过与计算得到的材料的静态介电常数和原子极化率的比较,可以评估构建单元对整体性能的贡献,为这些材料的反向晶体工程铺平道路。
Rebecca Scatena,* Yannick T. Guntern, and Piero Macchi*. Electron Density and Dielectric Properties of highly porous MOFs: binding and mobility of guest molecules in Cu3(BTC)2 and Zn3(BTC)2. J. Am. Chem. Soc., 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b03643