【复合材料信息】用疏水装饰的MOFs纳米晶体自组装成可定制的超晶格结构。

03-06 06:23

将胶体纳米晶体自组装成长程有序的超晶格材料，特别是由两种不同成分的纳米晶体形成的二元超晶格，对于提高微观物质的控制能力，挖掘耦合效应带来的独特光电或催化性能具有重要意义。现有的超晶格材料大多由纳米晶组成，如金属、氧化物、半导体等，表面疏水。这类基元缺乏多孔性，限制了其在吸附分离、传感等方面的应用。近几年，人们开始使用MOFs多孔纳米颗粒作为组装基元。但是，大多数MOFs表面亲水，与传统的疏水纳米晶不兼容。它使其超晶格的制备，特别是多组分超晶格具有很大的挑战性。受此影响，现有的MOFs超晶格大多是单组分，很难与现有的纳米晶结合，或者采用上油相系统中常用的组装方法。正因如此，复旦大学的董安钢/李同涛团队开发了一种简单高效的MOFs表面疏水处理方法。装饰后的MOFs纳米颗粒具有类似于传统纳米晶体的表面特性，可以保持原有的晶体结构和多孔。利用这一新颖的组装基元，获得了MOFs基超晶格材料的一系列不同维度、形状和结构的单组分和多组分。

与使用DNA配体对MOFs进行表面修饰的现有方法不同，该方法采用了小分子油烯基磷酸酯。（Oleyl phosphate, OP）配件进行一步的装饰反应，在经济性和可执行性方面都有了很大的提高。该方法利用磷酸基团与锆基MOFs节点之间的强配位趋势，形成稳定的PP−O−Zr配位键，从而在MOFs表面嫁接了尾端结构与传统纳米晶配体(油酸或油胺)一致的OP。装饰后的MOFs颗粒在各种非极性溶剂中具有良好的胶体可靠性和对传统纳米晶体的良好亲和力，从而为制备各种结构可调的超晶格材料铺平了道路。