综述：混合连接体Zn2+金属有机框架的最新进展及其应用

本综述系统阐述了混合连接体Zn2+金属有机框架（MOFs）的合成策略、结构特性及功能应用，重点探讨其在环境修复（如污染物吸附、气体分离）和能源领域（如电致变色器件、催化）的创新突破，为多孔材料设计提供理论依据与技术方向。

　　

混合连接体Zn²⁺ MOFs的合成与功能化探索

引言

金属有机框架（MOFs）是由金属离子或金属簇与多齿有机连接体通过配位键自组装形成的晶态多孔材料。其结构多样性、高比表面积和可调控的孔道环境，使其在气体存储、催化、传感及生物医学等领域展现出巨大潜力。其中，以Zn²⁺为金属节点的MOFs因配位灵活性高、毒性低且水解稳定性好而备受关注。尤其通过混合连接体策略（引入两种或以上有机 linker），可在不改变金属节点的前提下，实现对孔道极性、路易斯酸性和立体环境的精细调控，进一步拓展了材料的功能边界。

单连接体Zn-MOFs的基础构架

单连接体Zn-MOFs采用单一类型有机 linker（如羧酸盐、磺酸盐或杂环化合物）与Zn²⁺配位，形成高对称性晶体结构。这类材料具有均匀的孔道分布和稳定的框架拓扑，但其功能单一性限制了复杂应用场景的适应性。

混合连接体MOFs的结构优势

混合连接体MOFs通过多元 linker 的协同整合，打破了传统单连接体体系的局限性。例如，通过调节 linker 的长度、官能团及几何构型，可精确控制孔尺寸、表面化学特性及框架柔韧性。这一策略不仅增强了材料的化学 versatility，还实现了长程有序性与局部功能化的统一，为多任务型材料设计提供了新思路。

合成方法的多维度创新

混合连接体Zn-MOFs的合成需精密调控热力学与动力学条件。溶剂热法是最常用的方法，通过高温高压促进金属与 linker 的配位；超声化学与微波辅助合成则能加速成核过程，减少相分离；机械化学法无需溶剂，符合绿色化学原则；而电化学合成可实现室温下的框架生长，适用于对热敏感的功能分子。这些方法的共同核心在于平衡多个 linker 的反应活性，确保其化学完整性并避免过早分解。

表征技术的协同应用

由于混合连接体MOFs的结构复杂性，需结合多种表征手段以解析其组成与构效关系。X射线衍射（PXRD/SCXRD）用于评估晶相纯度，但需注意多重 linker 可能引起的衍射峰宽化或位移；元素分析（如EDS、ICP-OES）可定量 linker 掺入比例；光谱技术（IR、Raman、NMR）能够识别官能团及配位模式；气体吸附分析则揭示比表面积与孔结构特性。此外，电子显微镜（SEM/TEM）和热重分析（TGA）分别用于形貌观察与热稳定性评估。

环境与能源应用的前沿实践

在环境领域，混合连接体Zn-MOFs通过孔道功能化实现了高效污染物吸附（如重金属离子、有机染料）和硝基芳香族爆炸物传感，其性能显著优于传统吸附剂。在能源方面，这类材料可用于CO₂捕获与选择性分离（如CH₄/CO₂、C₂H₄/C₂H₆），其高比表面积和可调的孔化学环境提升了气体吸附容量与选择性。同时，其在电致变色器件和催化反应（如光催化降解、Lewis酸催化）中也表现出优异的结构稳定性与可逆性。

结论与展望

混合连接体Zn-MOFs通过多元 linker 的精准整合，实现了结构与功能的高度可调性，成为多孔材料领域的重要分支。未来研究需进一步探索 linker 协同效应对框架动力学行为的影响，开发更具普适性的合成与表征范式，并推动其在柔性电子、仿生催化及靶向药物递送等跨学科领域的应用。