納米孔結構在分離🧘🏿‍♂️、催化、藥物輸送、生物及能源材料開發等領域具有廣泛應用。近年來，金屬有機框架MOFs由於具有周期性的孔道特征尤其受到國內外重視👃🏿👨‍🎨，成為新材料設計的前沿領域。但是😼，目前國內外報導的MOFs都是固體結構，其功能研究和應用開發局限於非均相體系。近日，我系黎占亭教授和合作者創立了自組裝策略，以Ru²⁺/聯-二吡啶配合物([Ru(bpy)₃]²⁺)為節點🤾🏿，首次實現了均相超分子金屬有機框架SMOF的構築。

    新的水溶性SMOF由一個八面體的Ru²⁺絡合物和葫蘆脲[8] (CB[8]) (1:3) 在水中形成。Ru²⁺絡合物外側的4-苯基吡啶單元通過CB[8]包結形成穩定的分子間二聚體🛜，從而形成均相立方型周期性框架結構#️⃣💇🏻。在[Ru²⁺] = 2 mM時，SMOF的平均粒徑達到164 nm。該團隊進一步揭示，正離子型SMOF的每一個立方孔可以選擇性地吸收一個Wells-Dawson-type POM ([P₂W₁₈O₆₂]^6-)負離子🚔，形成WD-POMÌSMOF復合體系🦿。在500 nm可見光照射下，以甲醇或三乙醇胺為犧牲體🛞，SMOF 的[Ru(bpy)₃]²⁺受激發後能傳遞電子給POM負離子🌂，從而催化H⁺還原產生H₂。這一催化過程可以在水中均相進行，也可以在有機溶劑中以非均相方式實現，後者效率比文獻報導的組成比例相同的POMÌMOF催化體系提高5倍。

    上述研究結果“Supramolecular metal-organic frameworks that display high homogeneous and heterogeneous photocatalytic activity for H₂ production”近期在Nature Commun. (2016, 7, 11580. DOI: 10.1038/ncomms1158) 發表。論文第一作者為我系博士生田佳🎼🟫，通訊作者為王輝博士、美國Lawrence Berkeley National Laboratory的劉毅 (Yi Liu) 研究員和黎占亭教授。本項研究得到了國家自然科學基金委⛈、科技部、教育部和上海市科委共同資助。

    黎占亭教授團隊近年來致力於均相超分子有機框架SOF研究。通過創新自組裝策略🧖🏽‍♀️，先後實現了二維蜂窩形單層SOF (J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17913)和三維金剛石型SOF構築(Nature Commun. 2014, 5, 5574)👷🏼。SOF可在水中室溫瞬間形成，避免了MOF等許多現有孔材料製備所需要的高溫長時間反應等苛刻條件，具有廣泛的可修飾性🚶‍♀️‍➡️，並且在溶液相和固相都能保持其有序孔結構🐩🧑‍🌾，為開發新的“軟”納米孔材料提供了新的設計思路。最近，黎占亭等應邀在英國化學會Chem. Commun. (2016, 52, 6351. DOI: 10.1039/c6cc02331b) 撰寫Feature Article，系統介紹該團隊建立的均相SOF的設計原理、結構表征、功能與應用前景等，該論文並被選為當期Front cover。