Стабильные металлоорганические каркасы: проектирование, синтез и приложения

Металлоорганические каркасы (MOF) представляют собой развивающийся класс пористых материалов с перспективными приложениями в хранении газов, разделениях, катализе и химическом сенсинге. Несмотря на многочисленные преимущества, применение многих MOF в конечном итоге ограничивается их устойчивостью в жестких условиях. В настоящем обзоре рассматриваются последние достижения в области стабильных MOF, охватывая фундаментальные механизмы стабильности MOF, проектирование и синтез устойчивых архитектур MOF, а также их новейшие приложения. Сначала вводятся ключевые факторы, влияющие на стабильность MOF в тех или иных химических средах, с целью информирования проектирования прочных структур. Затем следует краткий обзор синтетических стратегий получения стабильных MOF, включая модулированный синтез и постсинтетические модификации. На основе фундаментов стабильности MOF предложена классификация стабильных MOF на две категории: каркасы из карбоксилатных лигандов с металлами высокой валентности и азолатные каркасы с металлами низкой валентности. В этом контексте представлены некоторые репрезентативные стабильные MOF, описываются их структуры и кратко обсуждаются их свойства. Выделены расширенные приложения стабильных MOF в кислотном каталозе Льюиса/Бренстеда, редокс-катализе, фотокатализе, электрокатализе, хранении газов и сенсинге. В целом, ожидается, что этот обзор будет служить руководством по проектированию стабильных MOF, предоставляя представления о существующих структурах, что может привести к открытию и разработке более совершенных функциональных материалов.