由金属离子/簇与有机配体组装而成的金属有机框架(MOFs)材料具有组成多样、孔道结构可调、高比表面积等特点，近年来成为了研究热点。低维纳米材料具有独特的物理化学性质，如高长径比、丰富的表面活性位点等。低维MOFs材料兼具MOFs材料和低维纳米材料的结构特性，在材料科学和化学领域具有极大的吸引力。到目前为止,许多低维MOFs以不同的形态和结构出现，例如一维单层MOF纳米管、六方MOF纳米棒，二维超薄MOF纳米片等。为实现低维MOFs的可控制备,多种合成方法已经被开发出来，如模板法、超声剥离、表面活性剂辅助法等等。此外，近年来各种低维MOFs基复合材料及其衍生的多功能杂化纳米材料被成功制备。由于其独特的结构，低维MOFs及其衍生物在气体吸附分离、多相催化、储能等领域具有广泛的应用前景。

近期，浙江工业大学的曹澥宏教授团队对低维MOFs材料的研究进展进行了系统总结。在该综述中，作者首先介绍了低维MOFs的结构优势，包括良好的柔性和丰富的活性位点等。此外，作者对近年来低维MOFs复合材料及其衍生物的合成策略进行了概述。具体来说，现有一维MOFs材料的制备方法主要可分为模板法和无模板法，模板法是合成尺寸和组份可控的纳米材料的有效方法，但模板的合成和去除过程繁琐，不利于大规模应用。无模板法是基于特定设计的金属盐溶液与有机配体之间的反应直接合成一维MOFs晶体材料，简化了合成过程。
 
二维MOFs材料的合成主要以剥离法、直接溶液合成法、界面合成法等方法为主。其中，剥离法是在适当的机械力作用下，将层状MOFs晶体剥落成超薄的二维MOFs纳米薄片。然而，在剥离过程中可能同时发生结构破坏和形态畸变，这极大限制了高质量MOFs纳米片的制备。直接溶液合成法能够有效克服剥离法的问题，得到了高质量、厚度可调的MOFs纳米片。但是直接溶液合成二维MOFs纳米片时通常采用表面活性剂等限制MOFs晶体在一定方向上的生长，这不可避免地会阻塞MOFs的部分活性位点。界面合成法是通过限制MOFs晶体在两相界面的生长来制备MOFs纳米片。主要包括气-液界面合成、液-液界面合成和固-液界面合成。

作者进一步介绍了低维MOFs基材料在电催化、储能、气体吸附分离、传感等领域的潜在应用，并阐述了低维MOFs这一研究领域所面临的挑战和机遇。例如，如何精确控制MOFs晶体的生长方向，实现高质量、大规模的低维MOFs制备；如何实现低维MOFs复合材料的可控合成，控制低维MOFs在另一个低维MOFs基体上的异质外延生长过程等。该综述帮助读者全面了解了低维MOFs在合理的设计策略、可控的合成方法和潜在的应用方面的最新进展。

这一成果近期发表在Advanced Science 上，文章的第一作者是浙江工业大学刘文贤副教授。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201802373）：

Structural Engineering of Low-Dimensional Metal-Organic Frameworks: Synthesis, Properties, and Applications
Wenxian Liu, Ruilian Yin, Xilian Xu, Lin Zhang, Wenhui Shi, Xiehong Cao
Adv. Sci., 2019, 6, 1802373, DOI: 10.1002/advs.201802373


来源：X-MOL