Metal-organik çerçeveler (MOFs) organik bağlantılarla bağlantılı olarak ortaya çıktı, organik kimyanın en çok yönlü sınıflarından biri olarak, bu malzemeler öncelikle gaz depolaması ve kimyasal işlevleri için incelenen ve son yıllardaki temel oyuncuların tekrarlanabilir hale getirilmesi için eşsiz bir kontrol sundu.

MOF'lerin Yapısal Özellikleri Enable Catiyal

MOF'lerin olağanüstü katalizör potansiyeli üç intrinsic özelliklerinden kaynaklanıyor: [DÜDÜ:0) Yüksek yüzey alanı), kullanılabilir porosity[Döneticiler ve ürünler için yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, çeşitli geometride ve yüzeysel boyutlar dahil olmak üzere, yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüzeylerde yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan yüzeylerde yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde kontrol edilebilir.

Başka bir kritik avantaj, alginç sitelerin rastgele dağınık sitelerin aksine MOF'lerin, uygun olmayan, uzaysal olarak izole edilmiş aktif olmayan yan tepkileri, stabilite ve recyclidasyon gibi olumsuz tepkilere olanak sağlarken, aynı zamanda iki veya daha farklı sitelerin yakın zamanda kooperatif katalizlere de yerleştirilir.

Catalytic MOFs için Son Sentetik Stratejiler

Aktif Metallerin Akrepleri

Kedili MOF'ler oluşturmak için en basit yaklaşımlardan biri, ek post-organik değişiklikler gerektirmeden kediolitik olarak aktif metalleri doğrudan dahil etmektir. Örneğin, MOF-808 (Zr-based) tarafından gösterilen, güçlü Lewis asitliği ile bileşikleri, Ru veya Fe) ile birlikte, iki tane daha fazla sinerjik olmayan, ikisine de aynı şekilde kat daha fazla örnek gösterebilen, aynı zamanda daha fazla sinerjik olmayan, aynı zamanda, iki tane de aynı zamanda, aynı zamanda, aynı zamanda, iki tane daha fazla sinerjik veya daha fazla sinerjik olmayan bir şekilde dere sahip olabilir.

Post-S Sentetik Modification (PSM)

Post-sentsel modifikasyon, örneğin, bir madensel işlevleri önceden bilgilendirilmiş MOF'lere dönüştürmek için güçlü bir araç haline geldi. PSM'nin tipik olarak tek site katalizörleri oluşturma, eş zamanlı veya metal düğümlerin eklenmesine izin verirken, doğrudan sentez yoluyla ulaşılabilen aktif türler oluşturabilir. Örneğin, bir maden işletmeci MOF'ler, nanoparçacıklar için Schiff-base ligands for metal koordinasyonuna dönüştürülebilir, tek katlı katalizörler oluşturabilir. Benzer şekilde, mesajların nano-site katalizörleri oluşturmak için son derece aktif türleri oluşturabilirler.

Encapsulation and Entrapment

Başka bir başarılı strateji, aktif türlere hitap etmeyi içerir - örneğin UiO-66'daki metal nanoparçacıklar veya polioxometaller - MOF gözenekleri ile. cinnam dedehitinin hidrojenasyonu ve leaching. Örneğin, [[UiO-66'daki nanoparçacıklar, eşitsiz koşullara izin verir[Dönemli stabilite ve katalitik aktiviteye sahiptir).

MOFs'in Catalytic Applications of MOFs

Hidrojenizasyon Reaksiyonları

MOF'ler, alkenes, alkynes, nitritler ve karbonil bileşikleri için yoğun bir şekilde araştırıldı.Son zamanlarda, [[Görüntüler[Döneticiler ][Döneticiler, styrene'nin seçici hidrojenleşmesi için mükemmel bir aktivite, ticari Pd/C. daha yakın zamanda, 0.0 °D) kimyasal bir dönüşümle ilgili olarak, metalik birleştirici/parlama yeteneğinin arttırılmasına izin verdi.

Oxidation Processes

MOF'ler ayrıca çeşitli oksidasyon reaksiyonları için de etkili katalizörler, örneğin, oksidasyonlar ve yakıtların oksidasyonu için de etkili katalizörler.Metal düğümler, Fe, veya Cu)) .

C-C Bond Formasyon

Karbon atomlarının darbesi organik sentez için temeldir ve MOF'ler özellikle Pd agglomeration gibi kombine edilen çerçevede, Heck ve Sonogashira reaksiyonları ile birlikte, iyileştirilmiş MOF'ler için yüksek ciro sayıları elde etti.[Döneticiler, psiyonel bir şekilde eklenebilirlik içinde homojen bir şekilde yükseltilebilirlik sağlar).

Fotocatiyaliz

Birçok MOF’nin yarı iletken davranışı, fotocatalysts olarak kullanımlarına ilgi gösterdi. Upon ışık absorpsiyonları, organik bağlantıcılar veya metal düğümleri kırmızıya reaksiyon veren elektron- deliği çiftleri üretebilir - örneğin, porphyrin bazlı MOFs[D] gibi görünür bölgeye ışık absoryonu da bilinir.

Elektrocatiyaliz

MOF'ler, Ni3 (HITP)2'ye dayanan elektrocatalystler olarak giderek daha fazla incelenmektedir (OER), hidrojen evrim reaksiyonu (HER), ve CO2 azaltımı reaksiyonu (CO2R) Mükemmel MOF'ler, örneğin, Ni3 (HITP)2 gibi, genişletilmiş }} nedeniyle yüksek aktivite gösterdiler - birçok iletkenlik örneği olan Colyon-der-projektif malzemeye göre, yüksek performanslı bir strateji olarak ortaya çıktı.

Çevre Yeniden Araçlama

MOF'ler çevresel katalizde yaygın olarak kullanılıyor, özellikle de su ve havadaki organik kirleticilerin bozulması için.Fton benzeri tepkiler kedisi tarafından da kullanılmaktadır.Ayrıca, PH-MR'ler oksitole boyalara, farmasötiklere ve pestisitlere karşı dirençli organik bileşikler (VOCs) iki kez daha eklenmeleri ve daha sonra da Uzminize edilmiş bir şekilde kopyalanır.

MOF Catiyalizdeki Meydanlar

Reaksiyon Koşulları

Lenfotatif özelliklerine rağmen, birçok MOF'ler sert katalitik koşullar altında sınırlı stabiliteden muzdariptir, yüksek sıcaklıklar, güçlü asit veya temel medya da dahil olmak üzere, su buharı varlığı. Metal-ligand tahvilleri MOF'lerde genellikle laboratuvarda, daha güçlü koordinasyon bağlantılarını ve UiO-66'ya ek olarak su bazlı bir şekilde asitle bağlantılı olarak kullanan diğer su bağlantılarını da güçlendirmektedir.

Scalability ve Synthesis Maliyet

MOF'lerin endüstriyel ölçekteki sentezi büyük bir engel olarak kalır. Birçok MOFs, pahalı organik çözücüler ve metal öncüleri kullanarak ve ölçeklendirme yöntemleri kullanılarak daha yüksek verim ve daha iyi bir şekilde elde edilebilirlik sağlar. Örneğin ZO'nun yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bir şekilde ısıtılır.

Aktif Sitelerin Karakterizasyonu

MOF katalizörlerinde aktif sitelerin kesin doğasını anlamak rasyonel tasarım için önemlidir, ancak çerçevenin karmaşıklığı ve kusurların varlığı nedeniyle zorlu kalır.Uygunluk mikroskobu gibi gelişmiş karakterizasyon teknikleri[Düzükler)[XAS)[Döneticiler ve misafir türleri için rutin olarak kullanılır.Internal I]

Future Outlook ve Gelişen Trendler

Makine Öğrenme ve Yüksek-Throughput Ekran

MOF'lerin geniş bir koordinatör alanı – olası yapıların milyonları – keşifleri hızlandırmaya yönelik hesaplama araçları için çağrılar. Makine öğrenme modelleri şimdi MOF kararlılık, porosity ve katalitik aktiviteyi yapısal descriptorlara dayanan analizler için eğitilmiştir. Yüksek performanslı MOF veritabanına göre [0AI-kanıt robot depolama ve CO2 yakalama için umut verici adaylara başvurulabilir ve benzer yaklaşımlar da katalizasyona yol açabilir.

Hibrit ve Kompozit Malzemeler

MOF'leri diğer işlevsel malzemelerle birleştirmek - metal nanopartiküller, oksitler, grafikene veya polimerler gibi - saf MOF'lerin sınırlarını aşmış olan sinerjik etkiler. Örneğin, [[0MOF@graphene oksit kompozitleri) dışsal bir mıknatısla şarj edilebilir.

MOFs'ten Heterojen Tek-Atom Catalysts

En heyecan verici son gelişmelerden biri, MOF'lerin tek atom katalizörleri için öncüler olarak kullanılmasıdır (SACs). Örneğin, ZIF-8'ten elde edilen Fe tek atom katalizörü, oksijen azaltımı için mükemmel bir aktivite göstermiştir, Pt tabanlı katalizörler kullanılarak MOF'lerin anahtar avantajı, aktif bir site olarak erişilebilir olan her metal atomik ve yüksek yoğunlukta bulunan bir miktar plazminasyonel ve yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan bir miktara sahiptir.

Biyokataliz ve Enzyme-MOF Kompozitleri

MOF'lerde enzimlerin enkapıları, biyokütlete yeni bir sınır açtı. MOFs, organik çözücüler, yüksek sıcaklık ve proteolyticatik saldırı ile enzimlerin azaltılmasına izin verirken, ZIF-8'de substratın neden olduğu ortaya çıktı.Son çalışma, glukoz tespitinin bozulması ve renasyonların azaltılması için enzimlerin azaltılmasına izin verebilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Metal-organik çerçeve sentezi ve mühendisliğindeki son gelişmeler, bu malzemeleri heterojen katalizin ön saflarına bıraktı. Farklı aktif siteler dahil olmak ve yüksek yüzey alanlarının yüksek çözünürlükte metal düğümler, sürekli akış sentezleri, makine öğrenme ve karmalar için çok yönlü bir katalizörler sağlamak için, MOF’lerin entegrasyonunu hızla sürdürüyor.

MOF tasarım ilkeleri ve katalitik uygulamalar hakkında daha fazla okuma için, MOF'lerden elde edilen tek atomlar tarafından kapsamlı bir incelemeyi gör ) veya endüstri MOF'nin incelendirilmesi ile ilgili perspektifi incelerken, ·Garusseng ve ortaklar).