各向異性刻蝕技術(Anisotropic etching)能夠用于MOF骨架構筑各種高級納米結構,但是這種技術的發展仍處于早期。
有鑒于此,北京理工大學王博教授、王璐等報道一種新型刻蝕方法,這種刻蝕技術能夠選擇特定的孔進行調控,對各種各樣的ZIF構筑各向異性空心結構。
本文要點
(1)
這項技術基于研究發現羧酸氣體能夠與ZIF的配體在室溫能夠發生氣-固反應生成離子液體。通過一系列實驗,展示了各向異性刻蝕的原理與形成“空心結構”的現象。
(2)
發現{111}晶面開口形成的大孔為羧酸氣體分子進入和離子液體的離去提供通道,因此形成各向異性特點。
這種獨特的“刻蝕-吸附”機理以及離子液體的吸附使得氣體分子能夠在納米晶內形成空心結構甚至單晶。通過改變羧酸分子或者改變配體分子,刻蝕過程能夠精確的設計為從內到外或者從外到內。這個機理具有廣泛的適應性,并且構筑了新形貌和結構。這項研究為調控ZIF提供大量機會,有助于理性設計復雜結構MOF材料。
參考文獻
Xianchun Chen, Wenjun Cai, Lu Wang*, and Bo Wang*, Pore-Specific Anisotropic Etching of Zeolitic Imidazolate Frameworks by Carboxylic Acid Vapors, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c05044
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c05044