综述：开放式空心金属有机框架：合成策略、应用与挑战

（编辑推荐）本综述系统阐述了开放式空心金属-有机框架（open hollow MOFs）的合成策略（如硬/软模板法、自模板法、马兰戈尼效应结晶）与功能优势，揭示其通过互连孔道和表面开口实现分子扩散调控及活性位点暴露的机制，并展望其在气体分离、催化、电化学储能等领域的应用前景，为设计下一代功能化多孔材料提供理论指导。

　　

开放式空心金属-有机框架：从精准合成到功能突破

Abstract
开放式空心金属-有机框架（MOFs）作为新兴多孔材料，凭借互连空腔、可及孔道和表面开口的特性，将传统空心结构的传质优势与开放框架的动态功能相结合，为客体分子扩散和活性位点调控提供了全新解决方案。

Introduction
金属-有机框架（MOFs）是由金属簇与有机配体通过配位键构建的晶态多孔材料，其高比表面积和可调孔径在气体存储、催化等领域展现巨大潜力。近年来，空心结构MOFs因独特的空腔工程成为研究热点，而开放式空心MOFs更进一步突破了传统封闭结构的限制。例如，其开放架构使反应物可同时接触内外表面，将整个MOF转化为具有空间分布催化中心的"纳米反应器"。

Hard template method
硬模板法（如聚丙烯腈、聚碳酸酯模板）通过刚性框架引导MOFs晶体的定向生长，可实现形貌精确控制，但多步骤模板去除过程制约了规模化生产。

Applications
开放式空心MOFs的层级孔隙和增强传质特性，使其在以下领域表现卓越：

• 气体分离：通过尺寸筛分和表面化学协同作用提升选择性；
• 催化：开放孔道促进底物扩散，暴露更多活性位点（如金属节点、功能化配体）；
• 电化学储能：空心结构缓冲体积变化，提高电极材料循环稳定性。

Conclusion and outlook
尽管开放式空心MOFs在合成方法学（如马兰戈尼效应驱动结晶、选择性化学蚀刻）和应用拓展上取得进展，仍需解决结构鲁棒性、规模化制备等挑战。未来研究应聚焦于：

1. 开发普适性合成策略以平衡结晶度与空腔完整性；
2. 通过界面工程优化材料-环境相互作用；
3. 建立构效关系数据库指导功能定制化设计。

Declaration of competing interest
作者声明无利益冲突。

Acknowledgements
本研究获国家自然科学基金（22075108、21905116）和江苏省自然科学基金（BK20190614）资助。