近日，我院陈凯杰教授、王昱副教授团队在《JACS》期刊在线发表题为《Prefabricated Cluster Strategy for the Facile Synthesis of Fluoro-Bridged UiO-66 Analogues》的研究论文。

随着多孔材料在能源分离与化工过程中的关键作用日益凸显，开发可实现结构精准调控与规模化制备的金属有机框架材料成为当前研究的核心挑战。针对MOF中无机桥联组分难以精准调控这一长期瓶颈，本文提出了一种预制氟桥团簇（{Gd₆F₈}）驱动的构筑策略，通过将结构明确的分子团簇作为金属节点前驱体，实现了氟桥在UiO-66型框架中的完全保留与精准引入，成功构建了具有fcu拓扑的系列氟桥MOFs，并以西工大命名（NPU-65至NPU-68）。得益于该策略，材料可在室温条件下通过快速配体交换反应于5秒内实现十克级规模合成，同时保持高结晶性与结构完整性。系统表征与多尺度分析证实，[Gd₆F₈]¹⁰⁺核心在组装过程中实现整体转移，从而赋予材料均一且可调的孔结构与界面化学环境。进一步的气体吸附与分离研究表明，氟桥位点显著增强了对乙炔分子的选择性相互作用，使NPU-66相比于UiO-66原型材料，在C₂H₂/CO₂分离中表现出优异性能与稳定性。理论计算揭示，氟桥作为强氢键受体在分子识别过程中起关键作用。本研究为MOF中无机桥联组分的精准调控提供了通用方法，并为高性能气体分离材料的设计开辟了新路径。

学院博士后凌博恺、博士生王苏杭和硕士生曾敏为论文的共同第一作者，王昱副教授和陈凯杰教授为论文的共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划，国家自然科学基金等的资助支持。

论文信息：

Bo-Kai Ling⁺, Su-Hang Wang⁺, Min Zeng⁺, Xue Zhang, Tao Zhang, Han-Xiao Ma, Xue-Wen Zhang, Yan-Zhen Zheng, Yu Wang* and Kai-Jie Chen*. Prefabricated Cluster Strategy for the Facile Synthesis of Fluoro-Bridged UiO-66 Analogues. J. Am. Chem. Soc. 2026, 10.1021/jacs.6c03146.

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c03146

图文简介：

图1 MOF中引入氟桥的不同策略示意图

图2 NPU系列MOF拓扑与结构表征

图3 NPU-66中氟桥位置与数量的表征

图4 NPU系列MOF的多孔性表征

图5 NPU-66与UiO-66的C₂H₂/CO₂分离性能对比

图文/郑聪、凌博恺

审核/陈凯杰