金属有机框架(mof)为调节孔表面的化学功能提供了一个通用的平台，因此在气体储存、分子分离、传感和催化等方面的应用越来越受到关注。与广泛研究的基于羧酸盐的mof相比，基于磺酸盐的mof的研究要少得多，并且表现出较低的结构可预测性，这可归因于磺酸盐单阴离子(RSO3)的多种配位模式^{- - - - - -})到金属。

图1所示。TMOF-2的晶体结构和拓扑图。

然而，用有机磺酸盐(即。有机连接剂(烷基磺酸盐或芳香族磺酸盐)可能为高极性孔表面提供功能平台，包括在化学识别和/或分离以及质子电导率方面的潜在应用。

mof中缺失金属连接的工程设计是一个有趣的现象，可以定制它们的性能，例如增强它们的气体吸附和催化性能。这种晶体不规则性为实现配位不饱和金属位和/或悬空官能团(即。Linker-pendant，而不是节点协调)，因此强烈影响其质量传输途径。在一些金属连接缺失程度较低(< 10%)的mof中存在固有缺陷，这大大提高了催化活性和气体吸附性能。质子交换膜燃料电池被认为是一种很有前途的清洁氢转化系统，质子导电材料的设计是质子交换膜燃料电池研究的热点₂燃料转化为电能。发展良好的全氟磺酸聚合物(如。Nafion)达到10的高质子电导率¹到10²S·厘米¹在潮湿的条件下。然而，它们需要与磺酸基官能化，并且由于其有机性质而具有有限的稳定性。

图2所示。TMOF-2中具有高度亲水性的孔隙通道，有利于质子转移。

在这项工作中，我们采用线性有机磺酸盐(1,4-苯二甲磺酸，1,4- bdms)和线性n给体4,4 ' -联吡啶(4,4 ' -bipy)作为混合支杆来构建高多孔的3-D“I”⁰O^3.网络，使用Cheetham等人。拟议的命名法。所得的有机磺酸盐基MOF (TMOF-2)具有37.2%的高孔隙率，并且在很宽的pH范围和水沸腾条件下具有很高的稳健性。由于磺酸基的配位倾向较弱，该Cu(II)基MOF的x射线晶体学明确地揭示了框架中缺失的金属连接体的存在。这种前所未有的晶体不规则性实现了自由(非配位)磺酸基和配位可达铜的密集有序阵列^{2 +}中心。固有缺失的铜^{2 +}-磺酸盐在相互连接的孔通道中的连通性显示出显著增强的质子电导率1.23×10⁴S·厘米¹(90°C, 98%相对湿度)，这比其他具有完全金属配体连接的磺酸盐基MOF高出两个数量级。这是质子电导率控制在MOF利用其缺失的金属配体连接的第一个例子。悬垂的磺酸基以及MOF的“惰性”性质显著增强了材料的质子传导。这项工作为合理合成具有缺失金属配体连通性和相关性质的多孔，坚固的磺酸基mof开辟了一条有希望的途径。

张贵阳，费洪汉
上海市化学评价与可持续发展重点实验室，
同济大学化学科学与工程学院，上海

出版

3-D坚固的磺酸盐基金属-有机框架中缺失的金属-连接体连接性用于增强质子电导率。
张刚，费华
化学通讯(Camb)。2017年4月6日

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