在配位化学的广阔领域中,金属-有机框架(MOFs)因其高度有序的孔道结构和可调控的化学性质,在气体存储、催化、传感及药物传递等领域展现出巨大潜力,MOFs在实际应用中面临的挑战之一是其结构稳定性问题,这直接关系到其功能的有效发挥和长期稳定性。
如何通过分子设计策略优化MOFs的稳定性,成为配位化学领域亟待解决的关键问题,一种可能的解决方案是引入“支柱-链接”配体设计,即设计具有特定几何构型的有机配体作为“支柱”,与金属离子形成稳定的次级结构单元,再通过“链接”配体将这些次级单元连接成三维网络,这种设计不仅增强了MOFs的骨架刚性,还通过配体与金属离子间的多重相互作用提高了其热稳定性和化学稳定性。
配体的功能化也是提升MOFs稳定性的有效途径,通过在配体上引入特定的官能团,可以调节MOFs对不同分子的吸附选择性,同时增强其对抗水、酸、碱等外界环境的抵抗能力,引入氟原子可以显著提高MOFs的疏水性,从而在潮湿环境中保持其结构完整性。
配位化学在MOFs的分子设计方面展现出巨大的潜力,通过精确的分子工程和功能化策略,我们可以期待在未来看到更加稳定、高效、多功能化的金属-有机框架材料问世,为各种应用领域带来革命性的变化。
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通过精心设计的分子配位策略,可以有效增强金属-有机框架的稳定性与功能性能。
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