氮富集锰基金属有机框架(MOFs)的极化效应驱动小分子吸附与催化转化

为解决放射性碘污染及CO2排放问题，研究人员通过异原子工程策略设计了三类含氮富集配体的锰基金属有机框架(MOFs) 1–3。该材料凭借Mn2+路易斯酸性与极性位点，实现了气相碘(2.9–2.2 g g?1)和液相碘(1.82–1.34 g g?1)的高效捕获，并展现CO2吸附(Qst: 30 kJ mol?1)与无溶剂催化转化能力，为环境修复与绿色化学提供新方案。

　　

为应对放射性碘污染与温室气体排放的双重挑战，科学家们巧妙构建了三种热稳定性优异的锰基金属有机框架(MOFs)。这些材料采用含噁二唑核心的二羧酸配体与氮富集桥联配体，通过Mn²⁺的路易斯酸性位点与极性孔道，展现出惊人的碘捕获能力——不仅能高效吸附气相碘单质(最高达2.9克/克材料)，在含竞争性离子的水溶液中仍可选择性捕集碘离子(1.82克/克)。更有趣的是，这些MOFs像分子磁铁般牢牢抓住CO₂分子(吸附热达30 kJ mol^?1)，还能在无溶剂条件下将CO₂、环氧化物与苯胺"一锅煮"转化为高附加值噁唑烷酮，转化效率令人瞩目。计算机模拟(CBMC)直观揭示了材料与碘分子及反应物的相互作用机制。经过多次循环使用，这些多孔材料依然保持结构完整，犹如环境治理领域的"钢铁战士"。