金屬有機(jī)骨架(MOF)材料是一種新型晶態(tài)多孔材料,因其多孔有序、比表面積大和結(jié)構(gòu)可調(diào)變等特點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注,并在氣體分離與存儲、催化及傳感等領(lǐng)域表面出了巨大的應(yīng)用潛力。然而,傳統(tǒng)方法合成的MOF材料多為三維塊體結(jié)構(gòu),它們結(jié)構(gòu)單一,不能滿足眾多特殊應(yīng)用的需求。
超薄MOF納米帶與三維塊體MOF材料相比具有更為優(yōu)異的性質(zhì)。其不但具有一維材料的柔性和非定向性,同時還兼具二維材料的高比表面積及大量暴露的表面活性位點(diǎn),有望產(chǎn)生獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性及拓展MOF材料在新領(lǐng)域的應(yīng)用。然而,納米帶材料的合成一直以來是一項(xiàng)挑戰(zhàn),MOF納米帶的合成也不例外。
近日,新加坡南洋理工大學(xué)、香港城市大學(xué)張華教授課題組和北京化工大學(xué)劉軍楓教授課題組合作發(fā)展了一種通用的MOF納米帶材料的合成方法——納米氫氧化物前驅(qū)體合成法。通過將納米氫氧化物前驅(qū)體替代傳統(tǒng)金屬鹽作為MOF合成金屬源,首次成功制備了一系列超薄MOF納米帶材料。
研究表明,納米氫氧化物作為前驅(qū)體不但能為MOF納米帶的生長提供初期成核位點(diǎn),同時,MOF納米帶生長所需的金屬離子可通過氫氧化物前驅(qū)體可控釋放,這是形成超薄MOF納米帶材料的關(guān)鍵。利用該方法,作者以納米Co(OH)2,Ni(OH)2,Ni1/3Co2/3(OH)2以及AlO(OH)為金屬前驅(qū)物,與不同的配體反應(yīng),成功合成了一系列不同種類的MOF納米帶材料,且用于DNA傳感中表現(xiàn)了優(yōu)異的性能。
該工作提供了一種簡便有效的超薄MOF納米帶材料的合成方法,不僅為探索MOF納米帶材料的新性質(zhì)和新應(yīng)用提供了可能,也為其他具有不同結(jié)構(gòu)、尺寸、組成等MOF材料的合成提供了新思路。