综述：基于酞菁的金属有机框架：从分子设计到功能器件

《Science China-Chemistry》：Phthalocyanine-based metal-organic frameworks: from molecular design to functional devices

　　

摘要

基于酞菁的金属有机框架（Pc-MOFs）正迅速成为一类具有独特光电特性和结构多样性的配位材料。它们广泛的π共轭结构、金属化能力以及在操作条件下的稳定性，使得它们在那些传统MOFs常常表现受限的应用领域中极具吸引力。在这篇综述中，我们全面概述了Pc-MOFs化学领域的现状，重点关注了其合成设计、结构多样性和功能集成方面。随后，我们探讨了它们在三个主要领域的应用：（1）传感。Pc-MOFs使得化学电阻式、电化学和光电化学器件具备了更高的灵敏度、选择性和更低的检测限；（2）催化。在CO₂转化和氧气电催化方面的研究表明，Pc-MOFs能够凭借其电子结构和氧化还原活性中心实现优异的性能，尽管目前探索的反应范围仍然相对有限；（3）能源存储。Pc-MOFs在超级电容器和电池中的应用显示出了良好的储电能力、高循环稳定性和机械灵活性，表明它们非常适合用于下一代电化学设备。尽管与其他功能性MOFs相比，Pc-MOFs仍是一个新兴领域，且相关实例较少，但现有的证据已经充分证明了它们的巨大潜力。酞菁连接剂与网状结构的结合为合理材料设计提供了前所未有的可能性。我们预计，随着合成多样化和集成策略的持续改进，未来几年Pc-MOFs的应用范围将进一步拓展，不仅在传感、催化和能源领域，还将在生物医学、环境修复和光电技术领域发挥重要作用。