金属有机框架（MOF）是一类杂化多孔材料，其特征是使用金属离子和有机配体通过配位键进行周期性组装。它们的高结晶度、大表面积和可调孔径使其成为广泛应用的有希望的候选者。这些包括气体吸附和分离、底物结合和催化，与解决气候变化、能源挑战和污染等紧迫的全球问题相关。与沸石和活性炭等传统多孔材料相比，MOF 中有机配体的设计灵活性，加上它们与相关金属中心的有序排列，可以实现均匀孔隙环境的精确工程。这种独特的功能使得 MOF 主体和吸附的气体分子之间能够发生丰富多样的相互作用，这对于理解观察到的目标气体分子的吸收能力和选择性以及材料的整体性能至关重要。
近日，曼彻斯特大学杨四海教授，Martin Schröder 使用最大的实验数据库剑桥结构数据库（CSD）基于主客体相互作用的结构分析构建了三维 MOF 的数据集。对客体分子 H2、C2H2、CO2 和 SO2 的结构进行了全面筛选，提取并建立了主要结合位点、等量吸附热 (Qst) 和吸附吸收之间的关系。
文章要点
1）作者主要基于对 MOF 主客体化学的研究，回顾了改进主客体相互作用的方法。这些方法包括配体官能化、金属中心的变化、缺陷的形成、单原子位点的添加以及孔径和结构的控制。
2）使用衍射和光谱技术进行的原位结构和动态研究是可视化上述修饰后主客体相互作用细节的强大工具，为分子水平的功能性能提供了重要见解。最后，我们对 MOF 材料主客体化学研究的未来研究重点进行了展望。
该综述能够鼓励未来基于 MOF 的吸附剂的合理开发和改进，用于具有挑战性的气体吸附、分离和催化应用。
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Acc. Chem. Res，et al, Yinlin Chen, et al, Analysis and Refinement of Host−Guest Interactions in Metal−Organic Frameworks,
DOI: 10.1021/acs.accounts.3c00243
https://doi.org/10.1021/acs.accounts.3c00243
