金属有机骨架（MOF）是一类独特的晶体多孔材料，由有机连接剂和金属离子/簇构成。MOFs及其衍生物凭借其高比表面积、结构多样性和功能可调节性，特别是具有可调形态和尺寸的MOFs及其衍生物的广泛应用，成为一个迅速发展的跨学科研究领域。

有鉴于此，日本产业技术综合研究所(AIST)-京都大学徐强教授等人，综述了一维、二维和三维MOF纳米结构及其衍生物在微/纳米尺度上的设计与合成，并对其在电催化、光催化以及电池、超级电容器等储能领域的应用前景进行了展望。

本文要点

1）综述了近年来制备一维、二维和三维微纳米MOF材料及其衍生物的研究进展。还揭示了纳米尺度形貌与性能之间的关系，如:I) 具有高长径比和表面积的多种纳米级形貌——提供了许多可及的金属位点并促进传质;II)活性位点的可控取向和空间定位——为电池提供协同催化和化学反应;III)活性位点周围可调微环境——显著提高反应活性和/或选择性;IV)更根本的是，结构明确的原始MOF结构——为深入了解结构属性关系提供了许多可能性。

2）当然，必须指出的是，尽管已经取得了巨大的进步，但基于MOF的电极纳米结构仍处于起步阶段，许多可预见的挑战最好在未来得到重视和解决。例如，原始MOF的有限的稳定性（尤其是在碱性/酸性条件下）和差的电导率阻碍了进一步的研究和应用。特别是，目前报告的MOF的长期稳定性难以满足工业要求。因此，可以预见，总是非常需要稳定的MOF，并且正在设计和构建一些有效的尝试。

3）此外，微/纳米MOF材料的热转化已被广泛应用于其衍生物。由于继承了MOF前驱体的显著特征(例如，可调节的孔隙率，易于用活性金属物种进行改性)，已经制备出种类繁多的衍生物，并凭借其分层的孔结构，在苛刻条件下优异的化学/化学性能、热稳定性和增强的电导率而用于能源应用。因此，MOF衍生的碳基纳米结构作为电极材料似乎具有很好的应用前景，但其低收率和高成本明显不利于实际应用。另外，迄今为止，这些MOF衍生的纳米结构具有可与传统材料媲美的出色性能，但是在实际应用之前，按比例放大这些功能性纳米材料的合成可能非常棘手。

总之，人们已经为更好地理解微/纳米MOF基纳米结构付出了巨大的努力，从而指导未来设计和制备具有理想性能的新型纳米材料，以实现高效和稳定的化学转化应用。

参考文献：

Yong‐Sheng Wei et al. Micro/Nano‐Scaled Metal‐Organic Frameworks and Their Derivatives for Energy Applications. Advanced Energy Materials, 2021.

DOI: 10.1002/aenm.202003970

https://doi.org/10.1002/aenm.202003970