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综述:等离子体金属纳米晶功能化金属-有机框架:从组装到多样化应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月15日 来源:Coordination Chemistry Reviews 20.3
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这篇综述系统阐述了等离子体金属纳米晶(MNCs)与金属-有机框架(MOFs)的复合策略及其多领域应用,重点探讨了自由生长、限域生长等组装技术,揭示了MNC-MOF结构在催化(热/光/电催化)、等离子体传感(SERS)和癌症协同治疗(光热-化学联合疗法)中的构效关系,为开发新型多功能材料提供了设计思路。
Multitudinous structures of MNC-MOF hybrid platforms
等离子体金属纳米晶(MNCs)凭借其精确的原子排列和局域表面等离子体共振(LSPR)效应,与具有可调孔径和功能化位点的金属-有机框架(MOFs)结合,形成了三类典型结构:无序自由生长型、MOF限域型和核壳异质结构。例如,Au纳米立方体通过DTAB模板法在ZIF-8表面外延生长,其{100}晶面与MOF的咪唑配体定向结合,显著提升了载流子分离效率。
MNC-MOF hybrid platforms for thermal catalysis
在热催化领域,Ni-MOF-74负载的Pt纳米晶通过界面电子转移将CO2加氢转化率提高至传统催化剂的3.2倍。UIO-67封装的Pd纳米团簇则因空间限域效应,在Suzuki偶联反应中展现出>99%的选择性。值得注意的是,Zr6O4(OH)8(TCPP)2框架与Ag纳米线复合后,其光生电子寿命延长至纯MOF的8倍。
Plasmonic SERS detection
Au@ZIF-8核壳结构将罗丹明6G的SERS检测限降低至10-14 M,归因于MOF孔道对分析物的预富集作用与Au核电磁场增强的协同效应。PCN-224(Zn)包裹的Au纳米星更通过卟啉配体的共振能量转移,实现了对癌细胞膜蛋白的特异性识别。
MNC-MOF hybrid platforms for cancer therapy
Cu3(BTC)2负载的Au纳米棒在808 nm激光照射下,光热转换效率达63%,同时MOF骨架缓释的顺铂前药实现了化疗-光热协同治疗。动物实验显示,该体系可使肿瘤体积缩小91%,且显著降低系统性毒性。
Conclusions and prospects
未来需突破MNC-MOF界面精准调控的技术瓶颈,开发兼具等离子体激元效应与MOF仿生功能的智能材料,特别是在活体诊疗一体化设备中的应用值得期待。
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