【MOF薄膜】：金属-有机框架生长的通用策略：从级联功能薄膜到MOF叠加MOF

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摘要：
中山大学欧阳钢锋教授团队报道的这篇文章中（Small2024, 2307976）研究介绍了一种通用的表面修饰策略，通过在多种不同尺寸和特性的基板上修饰P4VP聚合物，来捕获金属离子，并实现各种MOF的原位生长，从而制备大面积连续的MOF薄膜。这项研究还展示了通过这种策略，可以构建具有不同微观结构的MOF薄膜，实现高选择性吸附和分离。此外，该策略还可以用于构建不同晶格参数的MOF-on-MOFs结构。通过这项研究，可以推动MOF设备的深入研究和开发，并为发展集成定制功能的混合MOF提供新的思路。

研究背景：
1）MOF颗粒转化为薄膜是MOF应用领域的一个紧迫问题，但现有策略有一定局限性，阻碍了MOF在设备中的广泛应用。
2）一些研究者提出了一些灵活的聚合物和专有修饰方法，但仍然缺乏无添加剂且广泛适用的策略。
3）作者提出了一种通用策略，通过P4VP修饰基板，捕获金属离子，实现了各种MOF的原位生长，从而获得具有可控微观结构的MOF薄膜，以及构建了MOF-on-MOFs结构，为开发集成定制功能的混合MOF提供了新思路。

实验部分：
1）作者通过将P4VP修饰在不同尺寸和特性的基板上，成功实现了各种MOF的原位生长，包括在SS、ITO玻璃、毛细管柱和MOF颗粒表面上的生长。
2）作者进行了MOF薄膜的原位生长实验，制备了UiO-66和MIL-68薄膜，并观察到了紧密均匀的涂层。作者还制备了UiO-66-NH2、UiO-66-NO2和Zr-NDC柱涂层，用于分离各种异构体。
3）作者发现通过P4VP修饰的MOF薄膜具有更好的吸附和分离性能，对异构体具有高选择性。通过调整实验参数，可以获得不同厚度的MOF涂层，从而影响分离效果。

分析测试：
1）作者进行了XPS、AFM、GIXRD等分析测试，对MOF薄膜的表征和性能进行了深入研究。
2）作者发现MOF薄膜的比表面积、孔径和电导率等具体数值，揭示了MOF薄膜的性质和原理。通过GCMC模拟，作者得出了MOF对不同分子的吸附能力和选择性。
3）通过实验和分析测试，作者深入探讨了MOF的结构-性能关系，为定制功能性MOF提供了理论基础。

总结：
1）通过本文的研究，作者成功开发了一种通用的表面修饰策略，实现了各种MOF薄膜的原位生长，并探索了MOF的吸附和分离性能。
2）通过MOF-on-MOFs结构的构建，也展示了在微观尺度上制备MOF涂层的可能性。这项研究为MOF设备的开发和应用提供了新思路。

展望：
作者的工作在表面修饰和MOF生长方面取得了重要进展，未来作者还可以进一步研究不同功能基团对MOF吸附和分离性能的影响，探索更广泛的应用领域。继续深入研究MOF-on-MOFs结构的构建原理和性能优化，为定制功能性MOF提供更多可能性。

Universal Strategy for Metal-Organic Framework Growth: From Cascading-Functional Films to MOF-on-MOFs
文章作者：Juan Zheng, Luyi Chen, Yixin Kuang, Gangfeng Ouyang
DOI：10.1002/smll.202307976
文章链接：https://doi.org/10.1002/smll.202307976