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二维金属有机框架（2D-MOFs）是一类重要的功能多孔材料。然而，2D-MOFs的低孔隙率和表面积极大地限制了其功能和应用。本文报道了基于三核金属簇和3连接三足有机配体组装的二硫化钼（mos）网络型mos-MOFs的合理合成。与石墨烯的3连接hcb网络不同，非晶体学（3,6）连接的mos网络通过将一个节点分裂为两个，提供了丰富的层内孔隙。事实上，mos-MOFs表现出高比表观Brunauer-Emmett-Teller表面积，显著优于其他2D-MOF类似物。值得注意的是，水解稳定的Cr-mos-MOF-1在298 K和P/P₀ = 0.9条件下表现出0.75 g g⁻¹的惊人水蒸气吸附量，在2D-MOFs中名列前茅。结合水吸附和X射线衍射研究揭示了水吸附机制，表明mos-MOFs的层内孔隙对高性能水捕获的重要性。本研究为合成具有高孔隙率和表面积的2D-MOFs提供了一种可靠的方法，为其多样化应用铺平了道路。
1. 基于二硫化钼（mos）网络，成功合成了具有丰富层内孔隙的mos-MOFs，突破了传统2D-MOFs的低孔隙率限制。2. mos-MOFs表现出显著高于其他2D-MOF类似物的比表面积，为其多功能应用提供了基础。3. Cr-mos-MOF-1在298 K和P/P₀ = 0.9条件下表现出0.75 g g⁻¹的高水蒸气吸附量，在2D-MOFs中处于领先水平。4. 通过水吸附和X射线衍射研究，揭示了层内孔隙在高性能水捕获中的关键作用。5. Cr-mos-MOF-1表现出优异的水解稳定性，为其在实际应用中的长期使用提供了保障。1. 为设计具有高孔隙率和表面积的2D-MOFs提供了新思路，推动了功能多孔材料的发展。2. 层内孔隙是提高2D-MOFs性能的关键因素，为未来材料设计提供了重要参考。3. mos-MOFs的高水吸附性能为开发高效水捕获材料提供了新方向，特别是在干旱地区或水净化领域具有潜在应用。4. 通过调控金属簇和有机配体，可以进一步扩展mos-MOFs的功能。1. 探索其他金属簇或有机配体，以进一步提高mos-MOFs的孔隙率、表面积和功能性能。2. 通过理论计算和原位表征技术，深入研究水吸附的分子机制，为材料设计提供更精确的指导。3. 将mos-MOFs应用于其他气体吸附、分离或催化反应中，验证其通用性和适用性。4. 开发更高效的合成方法，推动mos-MOFs的规模化生产和实际应用。5. 将mos-MOFs与膜分离、光催化等技术结合，探索其在多功能系统中的潜力。1. 医用干燥剂：mos-MOFs的高水吸附性能可用于开发医用干燥剂，用于保持药品、医疗器械或实验室环境的干燥。2. 伤口敷料：将mos-MOFs集成到伤口敷料中，利用其吸湿性能保持伤口干燥，促进愈合并预防感染。3. 医用空气净化：在医疗环境中，mos-MOFs可用于去除空气中的水分，改善空气质量，特别是在高湿度地区或传染病防控中。4. 药物储存与递送：利用mos-MOFs的孔隙结构，将其作为药物载体，实现药物的稳定储存和可控释放。5. 生物传感器：通过功能化修饰，将mos-MOFs用于检测体液或呼出气体中的水分含量，辅助诊断某些疾病。![]()
Two‐Periodic MoS2‐Type Metal–Organic Frameworks with Intrinsic Intralayer Porosity for High‐Capacity Water Sorption
Adv. Mater. (IF 27.4)
Pub Date : 2024-11-21
DOI : 10.1002/adma.202414362
Honghao Cao, Le Shi, Zhangyi Xiong, Haiyun Zhu, Hao Wang, Kun Wang, Zhenning Yang, Hai‐Feng Zhang, Lingmei Liu, Michael O'Keeffe, Mian Li, Zhijie Chen
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