金属-有机框架 (MOF) 作为一类结晶多孔材料，已被广泛应用于储气、分离、集水、储能、催化和生物医学等领域。然而，大多数传统MOF仅具有小于2纳米的微孔，这极大的限制了MOF对于较大尺寸的分子的传质和递送，因此创造更大孔径的MOF对于拓宽材料的应用范围具有重要意义。然而，孔径的扩大通常伴随着材料稳定性的降低，如何在创造介（大）孔的同时维持MOFs整体骨架的稳定性是一项严峻的挑战。

    近日，美国德克萨斯A&M大学（TAMU）周宏才（Hong-Cai Zhou）教授联合南京大学袁帅（Shuai Yuan）教授、美国西北大学（NU）冯亮（Liang Feng）研究员报道了三种简便有效的技术，即索氏提取、配体酸解和配体热解，并系统介绍了如何在微孔MOFs框架之中创造新的介（大）孔，相关工作近期在Nature Protocols 在线发表，第一作者为TAMU博士生王焜昱（Kunyu Wang）。索氏提取方法通过配位溶剂部分断开金属-配体的配位键，从而产生配体缺位，增加孔体积；配体酸解方法在稳定MOF中预留部分亚胺配体，通过亚胺配体的水解可控地移除部分配体和金属簇；配体热解方法预先在稳定MOFs中引入两种热稳定性不同的配体，通过配体部分热解创造缺陷，产生多级孔结构。三种方法被应用于微孔的PCN-250、PCN-160和UiO-66之中，从而可控地生成具有分级孔隙和高稳定性的MOF。文中细致总结了合成以及表征的步骤，并详细分析了一些细微的操作变化带来的影响。所有的合成路径都达到克级规模，并有望继续扩大，为MOF的批量化生产做出了贡献。相较于传统的配体延长或模板辅助合成方法，文中报道的三种多级孔MOF的合成方法可以维持框架材料的稳定性，同时避免模板剂残留的问题。随着类似技术的推广，这些分层多孔MOFs可以作为高效吸附剂、催化剂和药物载体，在实际应用中显示巨大的应用前景。

图1. 三种多级孔MOFs合成方法示意图。(a) 通过消除微孔MOFs中的金属节点和有机连接体来生成多级孔 MOF；(b) 通过索氏提取在由Fe3(μ3-O)(CH3COO)6]簇和ABTC配体组成的PCN-250中创造多级孔；(c) 通过配体酸解在PCN-160中创造多级孔；通过配体热解在UiO-66的结构中创造多级孔。灰色、蓝色和红色的球体分别代表碳、氮和氧。橙色和青色多面体分别代表铁和锆簇。为清楚起见省略了氢原子。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Creating hierarchical pores in metal–organic frameworks via postsynthetic reactions

Kun-Yu Wang, Zhentao Yang, Jiaqi Zhang, Sayan Banerjee, Elizabeth A. Joseph, Yu-Chuan Hsu, Shuai Yuan, Liang Feng & Hong-Cai Zhou

Nat. Protoc., 2022, DOI: 10.1038/s41596-022-00759-7

通讯作者介绍

周宏才（Hong-Cai Zhou）教授于2000年获美国德克萨斯A&M大学化学博士学位， 2008年在德克萨斯A&M大学任正教授，2015起担任Welch Foundation首席化学家。现任德克萨斯A&M大学电化学与氢气研究中心主任和能源机构交叉学科学术委员会主席。2016年当选美国化学会会士、英国皇家化学会会士和美国科学促进会会士。周宏才教授2014-2022年连续久年被汤森路透（Thomson Reuters）评为高被引学者；H因子128，文章被引用85000余次。周宏才教授的研究主要集中在金属有机框架（MOF）的设计、合成及其在气体吸附、分离和催化等领域的应用，迄今已发表论文450余篇，其中有300余篇论文发表Nat. Chem., Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Cent. Sci., Chem, Joule, Matter等国际著名学术期刊上。周宏才教授2013年起任无机化学期刊Inorganic Chemistry副主编，获得了美国自然科学基金CAREER奖、Cottrell学者奖、DOE Hydrogen Program Special Recognition Award as part of the Hydrogen Sorption Center of Excellence、Air Products Faculty Excellence Award和The Association of Former Students Distinguished Research Achievement Award。

课题组主页：

https://www.chem.tamu.edu/rgroup/zhou/ 

https://www.x-mol.com/university/faculty/50101 

袁帅教授：南京大学化学化工学院和配位化学国家重点实验室教授、博士生导师。2013年本科毕业于山东大学。2018年博士毕业于德克萨斯A&M大学（导师：Hong-Cai Zhou教授）。2018年至2021年在美国麻省理工学院从事博士后研究（合作导师：Yang Shao-Horn院士和Yuriy Román教授）。目前致力于配位化学、材料化学和催化学科前沿交叉领域，利用MOFs平台设计多元功能材料，应用于能源环境等方面。相关成果发表在Nat. Mater., Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Cent. Sci., Joule, Matter等期刊，论文被引用1万余次, H指数53，入选2021年度高被引科学家。

课题组主页：

https://www.x-mol.com/groups/yuangroup