第一作者：Wei Wang

通讯作者：Ji-Jun Jiang, Cheng-Yong Su

通讯单位：中山大学, 兰州大学

研究内容：

结合规则性和柔韧性的软多孔晶体的设计和创造可能会促进其在气体储存和分离方面的潜在应用，因为它们的可变形框架对外部刺激的响应性。金属有机框架 (MOF) 的灵活性依赖于可变的自由度，这些自由度主要由有机连接体或连接有机和无机结构单元的连接点提供。作者报告了一种新的动态 MOF，其灵活性源于前所未有的可定制 Mn₈O₃₈ 簇，并显示出由客体交换可逆驱动的同时配位几何变化和配体迁移。这为框架的变形提供了额外的自由度，导致框架的三维变化对不同的芳香分子产生微妙的反应。对该柔性MOF的气体吸附行为进行了评价，实现了轻烃和氟利昂气体的选择性分离。

要点一：

成功制备了一种基于 Mn₈O₃₈ 簇和扭曲有机配体的柔性 MOF，并显示出前所未有的尺寸/形状可定制性和配体迁移。这种柔软的多孔晶体具有可逆的骨架变化，以响应不同的芳香客体。

要点二：

其结构可变形性来源于MnO₈多面体的配位几何变化和配体接枝引起的Mn₈O₃₈簇的收缩。孔隙中的客体堆积模式和通过将 DMF 分子悬挂在金属簇上的主客体相互作用，在触发框架灵活性方面起着至关重要的作用。柔性 MOF 的呼吸行为也会影响气体吸附过程，具体取决于气体的亲和力、大小和形状，并实现了出色的分离轻烃（CH₄、C₂H₆ 和 C₃H₈）和氟利昂气体的能力。

示意图1.基于尺寸和形状可定制的 Mn₈ 簇的柔性 Mn-MOF 的可逆客体响应可变形性，涉及同时配位几何变化和配体迁移。 pcu 拓扑框架由基本网络单元表示。

图1.(a) LIFM-W2中Mn₈O₃₈-簇的分子结构显示了O原子的各种配位模式和簇大小。 (b) Mn₈O₃₈-簇的 12-Connectivity，通过扭曲接头的平行排列（为清楚起见，-CF₃ 基团被省略）。 (ce) LIFM-W2 中的 Mn₈O₃₈-簇收缩为 W2-mb、W2-xyl、W2-ox 或 W2-px (c) 中的 Mn₈O₃₄-簇和 W2-mty (d,e) 中的 Mn₈O₃₆-簇协调模式的变化。 注意到 Mn₈O₃₆-clustersin W2-mty 是无序的，部分簇显示配体迁移 (d) 而另一个则没有 (e)。

图2.LIFM-W2 中框架的代表性 3D 变化响应不同的芳香客体，通过拓扑简化 pcu 网络的基本单元的孔径和关键参数的变化来说明。 (a-c) 框架变化的俯视图。 (d-f) 框架变化的对角线视图。

图3. (a) N2 在 77 K 时吸收。(b,c)R22 和 R134a 在 273 和 298 K 时吸收。(d) N₂、CO₂ 和轻烃（CH₄、C₂H₆ 和 C₃H₈）在 273 K 时吸收。

图4. (a) 使用 LIFM-W2 在 298 K 时 CH₄/C₂H₆/C₃H₈ 混合气体 (85: 10: 5, v/v/v) 的柱穿透曲线。 (b) N₂/R22/R134a 混合气体 (99.8: 0.01: 0.01, v/v/v) 使用 LIFMW2 在 298 K 时的柱穿透曲线。

参考文献：

Wei Wang, Xiao-Hong Xiong, Neng-Xiu Zhu, Zheng Zeng,Zhang-Wen Wei, Mei Pan, Dieter Fenske, Ji-Jun Jiang, and Cheng-Yong Su. A Rare Flexible Metal-Organic Framework Based on Tailorable Mn8-Cluster Showing Smart Responsiveness to Aromatic Guests and Capacity of Gas Separation. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202201766

https://doi.org/10.1002/anie.202201766