金属-有机框架中的局部-全局协同孔隙空间分布调控机制：提升二氧化碳捕获与转化效率

《Journal of the American Chemical Society》：Local-Global Synergistic Pore Space Partition in Metal–Organic Frameworks for Boosting CO2 Capture and Conversion

金属有机框架（MOF）孔道调控策略及其在CO?吸附与光催化中的应用。提出局部-全局协同孔道调控（LGS-PSP）策略，通过44种MOF实例验证，实现孔道动态可调与协同效应，显著提升CO?吸附容量（206%）和光催化转化效率（近100%）。

　　

如何合理地最大化金属有机框架（MOF）孔道中的宿主-客体相互作用或结合位点的密度，对于实现其良好的吸附和催化性能至关重要，但这仍然是一个具有挑战性的问题。在这项研究中，提出了一种局部-全局协同孔隙空间划分（LGS-PSP）策略，该策略将配体介导的局部划分与渗透驱动的全局划分相结合，从而实现对MOF孔隙空间的精确设计和高效利用。基于同一个母体框架，研究开发了44种具有不同孔隙空间划分模式的MOF（psit-d、psit-d/u、psit-u、psit-i、psit-d-i和psit-u-i），这些MOF不仅表现出可调的性能，还显著提升了其对CO₂的吸附能力和光催化活性，充分展示了LGS-PSP策略的强大作用。详细的单晶结构分析表明，配体和框架的平移/旋转可以动态调节局部孔道的微环境以及全局网络的渗透模式，实现了局部与全局孔隙工程与孔隙环境的动态可控对齐。值得注意的是，具有超微孔结构以及均匀分布的Lewis碱性位点和酸性位点的SNNU-196-Ni MOF，在可见光照射下，其CO₂吸附能力提高了206%，并且对丙炔胺的羧基化环化反应的光催化转化效率接近100%。