第一作者：Zhe Ji
通訊作者：Omar M. Yaghi、Tong Li
通訊單位：加州大學伯克利分校、德國波鴻魯爾大學
本文要點：
1. 發現原子探針層析成像可以揭示多金屬MOFs中的金屬排列
2. 實現多金屬MOFs中的金屬排列的精準調控
一般而言，MOFs中以一種金屬與有機配體連接。但是，對于多組分MOFS而言，更多的金屬節點意味著更多的官能團選擇性，以及更豐富的催化性能。目前存在的問題在于，如何確定甚至調控多組分MOFs中不同金屬的排列。這對于理解和和設計具有優異性能的多組分MOFs至關重要。
有鑒于此，加州大學伯克利分校Omar M. Yaghi和德國波鴻魯爾大學Tong Li等人報道了一種檢測和調控對組分MOFs中多種金屬排列的新進展。
圖1. 實驗方法
要點1. 檢測
利用原子探針層析成像，研究人員發現了MOF-74單晶中多種金屬Co、Cd，Pb和Mn金屬組合的金屬序列。在MOF-74單晶中，金屬形成氧化物棒狀結構，這些氧化物棒通過有機配體連接形成蜂窩晶格。
圖2. APT測試
要點2. 調控
研究發現，通過改變不同金屬的比例以及合成溫度，可以精確調控多組分MOFs中金屬的排列情況。結果表明，排列可以是隨機的(Co, Cd, 120°C)，也可以是短的重復單元(Co, Cd, 85°C)，也可以是長的重復單元(Co, Pb, 85°C)，還可以是金屬插入的形式(Co, Mn, 85°C)。
在3種晶體中，不需要改變對金屬排列方式，研究人員可以在12個樣品中，實現了Co金屬元素的摩爾比就在0.4-0.9之間精準調控。
圖3. MOF-74中的多金屬排列
小結
這一研究為多組分MOFs中不同的金屬排列形式提供了全新的理解，并為MOFs的研究和應用可能打開了新的局面。
參考文獻：
Zhe Ji et al. Sequencing of metals in multivariate metal-organic frameworks. Science 2020, 369, 674-680.
DOI: 10.1126/science.aaz4304
https://science.sciencemag.org/content/369/6504/674
