柔性金属-有机框架（MOFs）具有吸附诱导的结构转变，从而导致其具有S形吸附等温线。柔性MOFs的这一独特特性具有显著优势，如大的工作容量、高选择性和固有的热管理能力，使其成为高效吸附分离工艺的关键材料。因此，人们对柔性MOFs的工业应用越来越感兴趣，对柔性MOF的吸附工程也变得越来越重要。然而，尽管科研工作者建立了吸附诱导的结构转变理论，但没有可用的理论方程来描述柔性MOFs的S形吸附等温线。虽然研究人员依赖各种经验方程进行过程模拟，但这些方程会产生不可靠的结果，或者由于参数没有物理意义，从而忽视对提高材料性能的见解。近日，京都大学Shotaro Hiraide、Satoshi Watanabe报道了柔性金属-有机框架上吸附诱导结构转变的理论等温线方程。
本文要点：
1) 作者推导了一个基于统计力学的理论方程，该方程可以作为结构转变型吸附等温线的标准，因为Langmuir方程代表了I型等温线。通过四个表现出闸门打开和呼吸的柔性MOF的例子，作者展示了导出方程的多功能性。
2) 此外，作者还讨论了该公式与现有理论的一致性，包括渗透自由能分析和固有的热管理能力。所开发的理论方程在吸附分离过程中产生更可靠、更深入的结果，从而进一步将柔性MOFs推向工业应用。
Shotaro Hiraide et.al Theoretical isotherm equation for adsorption-induced structural transition on flexible metal–organic frameworks PNAS 2023
DOI: 10.1073/pnas.2305573120
https://doi.org/10.1073/pnas.2305573120
