Nature Chem.：MOF有了缓冲基团，能在水里泡一年？

kongke

MOF材料是多孔材料的新贵，近年来屡次在各种顶刊上出现。

比如有机反应，光电催化剂，气体分离，甚至导电，可以说MOF材料千变万化，在各种领域大放异彩。

然而，MOF始终有个命门：怕水。

比如著名的铜基MOF，HKUST-1(1999年合成，以香港科技大学命名), 本是吸收氨和硫化氢等有毒气体的理想材料。但终究因为怕水而制约其应用。

因此，如何提高MOF的稳定性，成为了最近研究的目标。

今日，来自英国University of St Andrews的研究团队，成功合成一种新的铜基MOF材料，其组成和结构接近HKUST-1，与水接触一年之后依然保持结构完整，可以胜任湿气下除氨。作者将这种新型结构称之为STAM-17-OEt（STAM为St Andrews的缩写）。该结果发表在Nature Chemistry上(doi:10.1038/s41557-018-0104-x)。

第一作者： Lauren N. McHugh

通讯作者：Russell E. Morris

单位：University of St Andrews（英国）

许多前人工作都是将优化的重点放在改变MOF本身的化学组成以增强金属--有机交联基团的强度，比如将金属中心换成高价金属离子如ZrIV。还有人甚至将MOF后处理，包裹上疏水涂层。

但是在这篇工作中，作者采取汽车中的碰撞缓冲区设计，在维持MOF核心结构的Cu-有机骨架中，引入骨架单元之间的弱键合成键作为缓冲，以抵挡水环境对核心骨架的破坏。

全文亮点

在Cu基有机基团核心骨架之外，构筑一种弱键合的缓冲基团，在遇水时，缓冲基团断键，从而保护核心骨架。

新型MOF化学组成与吸附性质与著名的Cu基MOF(HKUST-1)类似，可以实现氨去除。但是水稳定更好。泡在水中一年，依然结构完整。

这种弱的成键作用来源于核心骨架paddlewheel单元之间的Cu--O键，水合时，Cu--O键断裂，两个paddlewheel单元可以远离，而避免发生骨架破坏。