由于金属-有机框架(MOFs)的模块性和合成灵活性,使MOF具有与酶类似的性质。近日,乌普萨拉大学Sascha Ott、Leif Hammarström、Ben A. Johnson对金属-有机框架中能量相关性的分子催化进行了综述研究。
本文要点:
1) 作者重点关注MOFs中能量相关性的分子催化,更具体地说是水氧化、氧气和二氧化碳还原,以及MOF-酶类似情况下的析氢。与酶类似,包封在周转条件下的MOFs催化剂具有结构稳定性,并且在均相溶液中合成的催化剂基序可以作为MOFs的二次构建单元。为了探索MOFs中独特的合成可行性,通过在催化活性位点周围的第二和第三配位域中引入了特定的基团可以促进其催化。
2) 酶和MOFs之间的一个关键区别是,后者的活性位点浓度通常高得多,导致MOFs的电荷和质量传输限制比酶中的更严重。高催化剂浓度也限制了催化剂之间的距离,从而限制了更高配位工程的可用空间。由于传输对于MOF载体催化很重要,因此作者选择了系统视角来强调解决该问题的概念。
Nina F. Suremann et.al Molecular Catalysis of Energy Relevance in Metal–Organic Frameworks: From Higher Coordination Sphere to System Effects Chem. Rev. 2023
DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00587
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.2c00587