01【导读】
过去几十年见证了金属-有机框架 (MOF) 的快速研究热潮，这些框架由金属节点和有机连接体组装而成。凭借其模块化组装模式，它们可以根据所需的功能进行定制，以满足众多潜在应用。然而，大多数最初报道的 MOF 仅限于微孔区域，限制了它们在涉及大分子的实际应用。因此，研究注意力立即转向通过扩展二级结构单元或有机配体来扩大框架的固有孔径。不幸的是，更多扩展配体的合成通常是繁琐的，并且大多数合成的 MOF 不够稳定，限制了它们的推广。软模板策略被认为是生产分级多孔 MOF（HPMOF）的一种有前途的途径，尽管由于表面活性剂自组装与有机相中 MOF 前体的引导结晶过程之间的不相容性，早期的尝试通常都失败了。因此，开发合理的软模板策略以实现对HPMOFs形态和孔隙率的精确控制具有重要意义。
02【成果掠影】
近日，华东理工大学顾金楼教授等人发表了评述性论文，介绍了课题组在通过软模板策略制备的 HPMOF 的开发和应用方面的最新进展。
相关综述文章以“Hierarchically Porous MOFs Synthesized by Soft-Template Strategies”为题发表在Acc. Chem. Res.上。
03【核心内容】
1. 作者强调了使用软模板策略合成 HPMOF 的关键问题。为了增强模板与 MOF 前体之间的相互作用，引入长链一元羧酸策略在有机相中合成具有不规则介孔的 HPMOF。然后，为了提高介孔的有序性，作者开发了一种以两性表面活性剂为模板的水相合成方法来制备有序的HPMOFs。为了进一步扩大孔径并使MOFs的合成条件与表面活性剂的自组装相容，作者提出了一种盐入物种诱导自组装策略，并结合共聚物模板的结构导向特性，合成了一系列具有大中孔甚至大孔的 HPMOF。这种盐化离子介导的自组装 (SIMS) 策略为改变 HPMOF 的孔径、孔结构、形态和化学成分铺平了道路。
2. 所得 HPMOF 中分离但紧密互连的分级孔不仅可以实现快速传质，还可以分离不同大小的客体分子，使其具有广泛的应用，包括蛋白质消化、级联催化、酶辅助底物传感、和 DNA 切割。最后，作者描述了这个快速发展的领域的局限性、挑战和未来发展。该综述重点介绍了软模板策略，不仅为了解模板和 MOF 之间的组装过程提供了有趣的见解，而且还激发了从不同方面优化 HPMOF 的属性以用于所需应用。
04【数据概览】
图一、软膜板法合成策略© 2022 The Authors
图二、由软模板策略合成的 HPMOF 发展前景的概念图© 2022 The Authors
作者简介
顾金楼教授，1998年7月于南京航空航天大学获学士学位，2001年4月于南京航空航天大学获硕士学位，2005年4月于中国科学院上海硅酸盐研究所获博士学位，2005年5月到2008年8月分别在香港中文大学、日本东京大学和英国基尔大学从事博士后研究。2008年12月起，任华东理工大学副教授，教授，博士生导师。上海市浦江人才，镇江市金山英才，上海市青少年科技创新市长奖获得者。目前主要从事新型多孔材料（金属有机骨架、介孔材料、分级结构材料）及其在分离、检测、生态环境与生物医用等领域的应用研究。在各类金属、无机非金属离子，核素、农药、爆炸物、生物分子以及气体分子的高效吸附分离与传感领域做出系统研究工作，在小分子抗癌药物、蛋白质药物和癌标物检测，在生物仿生催化材料、酶或仿酶分子协同催化领域获得系列创新成果，在国际上系统合成了从2到50纳米的有序纳米金属有机骨架材料。近年来，在Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Chemistry of Materials, Small, Journal of Physical Chemistry Letters, ACS Applied Materials & Interfaces, Chemical Communications等国际知名杂志上发表SCI学术论文100余篇，单篇最高影响因子27.39，论文他引总计4800余次，H因子达到38。发明专利多项，其中公开号为JP-2008-28019的专利权属已转让于日本松下电器公司。主持或完成国家自然科学基金面上项目、重点项目、国家重大研发计划、上海市重大研发计划、上海市纳米技术专项基金、上海市教委重点基金、上海市自然科学基金、教育部博士点基金等20余项。2012年2月起担任国际杂志ISRN Nanomaterials编委。
文献链接：Hierarchically Porous MOFs Synthesized by Soft-Template Strategies. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.2c00262.