金属有机框架（MOFs）是一类具有高度吸引力的多孔材料，因其在催化、气体捕获/分离、生物医学等领域的广泛应用而备受关注。与传统的多孔材料相比，MOFs具有超高的孔隙率和表面积、化学多样性以及结构灵活性等优点。这些特性使得MOFs在催化、传感器和气体存储等应用中展现出显著的优势。然而，传统的MOF合成方法大多依赖于接近平衡的条件，这在某些情况下限制了其性能的进一步提升。因此，如何在合成过程中克服这些限制，成为了当前研究的主要挑战之一。
近日，来自劳伦斯伯克利国家实验室Jeffrey J. Urban团队以及水牛城大学（University at Buffalo）Mark T. Swihart携手在MOF的合成与性能提升方面取得了新进展。该团队设计了一种新型的非平衡火焰气溶胶合成方法，成功制备了纳米晶MOFs和无定形MOFs。这一方法的核心在于其独特的反应机制，能够在非平衡条件下实现快速的MOF形成，进而显著提高了材料的性能。通过这一新方法，研究者成功实现了在单一MOF相中整合不同金属阳离子，甚至可以生成单原子催化剂和双金属MOFs。
利用火焰气溶胶合成技术，研究团队不仅克服了传统合成方法中的热力学限制，还有效提高了MOFs的催化性能。例如，他们在UiO-66-NH2上析出的Pt纳米团簇表现出优异的CO氧化催化效果，在130°C时实现了100%的CO转化率。这一成果展示了新型MOF合成方法的潜力，为MOF的设计与应用开辟了新的机遇，并具有可扩展的工业生产前景。
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