李国栋/王英龙/唐智勇课题组综述：空心金属有机框架材料及其复合结构在多相热催化中的应用进展

金属有机框架材料（MOF）是由金属节点和有机配体通过配位键连接形成的一类新兴多孔材料，由于其具有孔道结构可调、比表面积大、配位不饱和的金属节点以及可供功能化的有机配体等优点，在多相催化领域展现出潜在的应用前景。近年来随着相关领域的快速发展，空心MOF及其复合结构得到了人们广泛的关注。与实心MOF相比，空心MOF材料具有更短的传质距离，更多暴露的活性位点，可富集底物的空腔以及更低的密度等优势。

       目前关于空心MOF的综述大多集中在MOF及其衍生材料（比如碳材料、金属氧化物等）在电化学储能、膜分离、传感等方面，然而关于空心MOF材料及其包覆复合结构在多相热催化反应领域的研究进展报道较少。国家纳米科学中心唐智勇研究员、李国栋研究员和青岛科技大学王英龙教授在SCIENCE CHINA Chemistry杂志上发表了题为“Recent Advances in Hollow Metal-Organic Frameworks and Their Composites for Heterogeneous Thermal Catalysis”的综述，总结了近年来空心MOF及其包覆结构复合材料的制备方法、以及在多相热催化反应中的应用进展，并对空心MOF基多相催化剂的研究进行了展望。

       首先，文章总结了近年来空心MOF材料及其复合材料制备方面的进展，主要的制备方法包括硬模板法、软模板法及无模板法等，制备的结构包括单壳层和多壳层MOF空心结构以及yolk-shell结构、空心三明治结构和卫星结构等。接着，总结了空心MOF材料及其复合材料在多相热催化反应中的应用进展，包括空心MOF作为催化剂以及空心MOF负载不同的活性组分，如金属纳米粒子、金属氧化物、氢氧化物等，从多个方面分析了空心MOF在多相催化反应中的优势（如图所示），讨论了这一领域面临的挑战，并对未来的发展提出了建议：1）目前的合成方法还很有限并且得到的空心壳层结构会有不可避免的破坏，未来需要开发更加有效的合成方法制备空心MOF材料；2）目前基于空心MOF的复合材料主要集中在金属纳米粒子、金属氧化物等，一些具有催化功能的其它材料，可以与空心MOF复合制备新颖和高效的纳米催化剂；3）为了更好的设计新型高效多孔纳米催化剂，并探究催化机制，新的表征技术，尤其是原位表征技术，将有助于推动未来的研究。   

论文共同第一作者为国家纳米科学中心博士生王浩武和青岛科技大学博士生郑奉斌，通讯作者为李国栋研究员和王英龙教授。详见：Wang H, Zheng F, Xue G, Wang Y, Li G, Tang Z. Sci. China Chem. 2021, 64, https://doi.org/10.1007/s11426-021-1095-y. 本文将收录在"2021 Emerging Investigator Issue"中。

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作者简介

李国栋 国家纳米科学中心研究员、博士生导师，主要从事新型多孔纳米催化剂的设计、可控合成及其在选择性催化转化中的应用，包括催化加氢反应、催化氧化反应、加氢脱氧反应等。

王英龙 青岛科技大学化工学院教授、博士生导师，主要从事反应与分离过程的集成与强化研究，也包括功能纳米材料催化与降解等方面的研究。