IF 20.3！MOFs是否已经为环境应用做好准备：评估其对自然胁迫因素的稳定性

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金属有机框架(MOFs)作为新兴的多孔晶体材料，由金属离子/簇和有机连接体组成，由于其固有的结构多样性，在吸附、分离、催化和其他环境领域展现出重要应用潜力。然而，MOFs在各种环境条件下的稳定性仍然是一个关键性挑战，可能阻碍其更广泛的实际应用。因此，深入理解环境因素对MOFs稳定性的影响至关重要。本综述探讨了包括液态水/湿气、酸/碱、配位阴离子、太阳辐射、细菌、氧化还原电位、天然有机质和矿物质等基本环境参数对MOFs结构完整性的影响。阐明了这些因素影响MOFs稳定性的潜在机制，并根据MOFs在特定环境条件下的抗性或敏感性进行分类。此外，通过讨论稳定和不稳定MOFs的典型案例，突出了指导MOFs在不同实际应用中选择的原则。同时提出了该领域的挑战和未来发展方向。总的来说，本综述旨在作为一个关键性资源，促进MOFs从实验室环境向实际应用的有效过渡，从而提高其在解决环境污染控制和能源相关问题方面的实用性和有效性。

创新点：

1. 首次系统性地建立了MOFs环境稳定性评价体系，全面覆盖了各类环境胁迫因素的影响。

2. 深入揭示了环境因素影响MOFs稳定性的分子机制，为材料设计提供了理论指导。

3. 创新性地提出了基于环境稳定性的MOFs分类方法，为实际应用中的材料选择提供了重要参考。

科研启发：

1. 在开发新型MOFs材料时，应该将环境稳定性作为重要的评价指标之一，确保材料在实际应用中的可靠性。

2. 研究过程中需要关注不同环境因素的协同作用，模拟真实环境条件下的复杂影响。

3. 建立标准化的MOFs稳定性评价方法，促进不同研究结果的可比性和可重复性。

思路延伸：

1. 可以探索利用计算模拟方法预测MOFs的环境稳定性，加速筛选具有优异性能的材料。

2. 研究MOFs的稳定性与其结构特征之间的构效关系，指导设计具有更高环境稳定性的新型材料。

3. 开发具有自适应性的智能MOFs材料，能够根据环境条件的变化调节其结构和性能。

4. 探索MOFs的降解机制和环境影响，评估其在实际应用中的生态安全性。

5. 研究MOFs与其他功能材料的复合，提高其在恶劣环境条件下的稳定性和应用性能。

6. 发展原位表征技术，实时监测MOFs在各种环境条件下的结构演变过程，深入理解其稳定性机制。

7. 开发具有可控降解性能的MOFs材料，实现环境友好的材料循环利用。

Are MOFs ready for environmental applications: Assessing stability against natural stressors?

Coord. Chem. Rev. (IF 20.3)

Pub Date  : 2024-12-06

DOI : 10.1016/j.ccr.2024.216361

Lina He, Ziqi Wang, Hong Wang, Yi-nan Wu

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