SCIENCE CHINA Materials最新上线文章（2017.11.27）

Article

Rapid room-temperature synthesis of hierarchical porous zeolitic imidazolate frameworks with high space-time yield

段崇雄，李非儿，肖静，柳泽伟，李超*，奚红霞

快速常温合成高空时产率的多极孔ZIFs材料

摘要：在常温下快速合成具有多级孔结构的ZIFs材料具有重要的意义：一方面，多级孔道结构能有效地增加分子扩散速率、降低其传质阻力，这对于涉及大分子参与的反应具有重要意义吗，扩大了材料的应用范围；另一方面，在常温下快速合成ZIFs材料不仅能大幅降低能源消耗，并且能极大地提高生产效率，是一种绿色高效的工艺路线。本文采用有机胺类作为模板，首次在常温下快速合成具有高空时产率的3种多级ZIFs材料(ZIF-8，ZIF-61以及ZIF-90)，材料的合成时缩短至1分钟，同时兼具微孔，介孔，大孔结构。此外，ZIFs产物的形貌和多孔性质可以通过调节胺模板的类型或者合成时间来调控。更为重要的是，ZIFs材料的空时产率高达1.29×104 kg m^-3 d^-1，比之前报导过的值高出3倍,这为ZIFs材料的商业化生产提供了可能。最后，我们通过对有机胺类分子进行计算机模拟，再结合之前文献报导的结果，得到了一般性的合成机理：一方面有机胺作为质子化剂使得有机配体去质子化，被质子化的配体迅速地和金属离子结合形成金属有机骨架；另一方面，有机胺作为模板被用来引导介孔和大孔结构的形成。

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Tuning optical properties of MOF-based thin films by changing the ligands of MOFs

殷文昌，陶呈安*，王芳，黄坚，曲天良，王建方*

配体改变法调控MOFs薄膜的光学性质

摘要：制备和开发新型光学薄膜材料对于功能性的光学和光电器件具有重要意义，特别是具有低折射率的光学薄膜材料。本论文选用一类典型的MOFs材料，MIL-101(Cr)，为研究对象，通过水热法制备得到相应的MOFs纳米颗粒，并通过旋涂法成功制备光学薄膜。通过改变配体（对苯二甲酸）苯环上功能团的种类：氢原子（H）、给电子基团（-NH₂，-OH）和吸电子基团（-NO₂，双-NO₂），来调控对应的MOFs光学薄膜的光学性质。研究发现，MOFs薄膜的有效折射率n_eff随着MOFs纳米颗粒之间的孔隙的增加而减小，MOFs薄膜的消光系数k随着给电子基团的增加而增大，而随着吸电子基团的增加而减小。其中，含有吸电子基团的MOF即NO₂-MIL-101(Cr)的折射率最小，低至1.2左右，而且消光系数特别小, 该MOFs薄膜有望应用于减反射器件。此外，根据孔隙率计算得到，MOFs材料的本征折射率n_dense随着功能基团的增加而增大，而且双硝基取代的MOFs的折射率大于硝基取代的，大于羟基取代的折射率，而羟基取代的与氨基取代的折射率差不多。MOFs材料中配体的多样性，使其有望成为新一代的光学材料。

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本文由SCMs实习编辑吴禹翰整理发布