近日，由江海龍教授、錢國棟教授、徐剛研究員、楊四海教授、彭麗教授、崔元靖教授等領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)軍學(xué)者聯(lián)袂撰寫的綜述文章“金屬有機(jī)框架材料的合成、表征與性能”正式發(fā)表。文章系統(tǒng)闡述了金屬有機(jī)框架（MOF）材料的綠色合成、結(jié)構(gòu)解析、先進(jìn)表征及其在多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用與前景，為這一明星功能材料的未來發(fā)展繪制了清晰的路線圖。

圖1MOF材料的綠色合成、先進(jìn)表征技術(shù)及其應(yīng)用

金屬有機(jī)框架材料，是由金屬離子或簇與有機(jī)配體通過配位鍵自組裝形成的晶體多孔材料。其結(jié)構(gòu)豐富多樣、孔道可調(diào)，在氣體儲(chǔ)存分離、化學(xué)傳感、質(zhì)子傳導(dǎo)、催化轉(zhuǎn)化及工業(yè)過程等多個(gè)前沿領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。

然而，MOF材料在實(shí)際應(yīng)用中的性能，深刻依賴于其結(jié)構(gòu)因素、客體分子性質(zhì)以及外部環(huán)境等多重因素。因此，精確解析其結(jié)構(gòu)，并建立結(jié)構(gòu)與性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，成為推動(dòng)MOF材料走向?qū)嶋H應(yīng)用的核心科學(xué)問題。

• 該文系統(tǒng)綜述了MOF材料的綠色合成策略，旨在推動(dòng)其制備過程向更環(huán)境友好、更經(jīng)濟(jì)高效的方向發(fā)展。

• 介紹了大科學(xué)裝置在揭示MOF材料奧秘中的關(guān)鍵作用。先進(jìn)光源、先進(jìn)中子源、核磁共振儀和電子顯微鏡等尖端平臺, 為科學(xué)家提供了原位、動(dòng)態(tài)、高精度的表征手段。利用先進(jìn)的表征技術(shù)探究MOF材料在實(shí)際應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系,，為功能導(dǎo)向的MOF材料理性設(shè)計(jì)和可控制備奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

• 詳細(xì)梳理了MOF在氣體吸附與分離、熒光傳感、質(zhì)子傳導(dǎo)、多相催化等方面的最新應(yīng)用進(jìn)展，并對其在工業(yè)規(guī)模應(yīng)用中的挑戰(zhàn)與機(jī)遇進(jìn)行了前瞻性分析。

展望未來，作者團(tuán)隊(duì)指出，未來的研究將著眼于開發(fā)功能導(dǎo)向MOF基材料、深入探究作用機(jī)制以及加強(qiáng)跨領(lǐng)域研究，以此推動(dòng)MOF材料的進(jìn)一步發(fā)展，為解決實(shí)際應(yīng)用中重要的科學(xué)問題創(chuàng)造更多的可能性。

這篇集結(jié)頂尖智慧的綜述，不僅系統(tǒng)梳理了MOF領(lǐng)域的研究脈絡(luò)與最新成果，更指明了借助大科學(xué)裝置深入理解材料本質(zhì)、驅(qū)動(dòng)材料創(chuàng)新的重要路徑。它標(biāo)志著MOF材料研究正從“結(jié)構(gòu)探索”邁向“功能設(shè)計(jì)與應(yīng)用突破”的新階段，為其在科技與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的深度融合注入了新的動(dòng)能。

原文信息

鏈接：高明亮, 薛天威, 李江南, 郭利霞, 鄭和奇, 盧江封, 彭麗, 楊四海, 崔元靖, 錢國棟, 徐剛, 江海龍. 金屬有機(jī)框架材料的合成、表征與性能. 科學(xué)通報(bào), 2026, 71(2): 370–399

Gao M L, Xue WT, Li J, Li J N, Guo L X, Zheng H Q, Lu J F, Peng L, Yang S H, Cui Y J, Qian G D, Xu G, Jiang H L. The synthesis, characterization and applications of metal-organic frameworks (in Chinese). Chin Sci Bull, 2026, 71(2): 370–399, doi: 10.1360/TB-2024-1353

https://doi.org/10.1360/TB-2024-1353