综述：如何摆脱不稳定性：理解不稳定金属-有机框架中的降解机制

《ChemistrySelect》：How to Get Away With Instability: Understanding Degradation Mechanisms in Unstable Metal–Organic Frameworks

金属有机框架材料（MOFs）在气存储、催化等应用中面临化学、热、机械等降解问题，本文系统分析其降解机制，并提出后合成修饰、复合材料的稳定化策略，并探讨利用可控降解设计自适应材料的前景。

　　

摘要

金属有机框架（MOFs）是一类多功能的多孔晶体材料，广泛应用于气体储存、催化和分离领域。尽管它们的模块化特性使其具有出色的可调性，但实际应用往往受到结构不稳定性的限制。许多MOFs在暴露于湿气、高温、机械应力或反应性化学物质时会发生降解。本文全面分析了导致MOFs不稳定的降解机制，探讨了包括化学降解、热降解、机械降解和光化学降解在内的主要途径。同时详细阐述了湿度、溶剂极性、pH值和操作循环等环境因素的影响，并提出了应对这些缺陷的策略。具体而言，我们讨论了通过后合成改性、制备坚固的复合材料和混合材料以及控制合成参数来提高MOFs稳定性的方法。一个核心观点是：不稳定性并非需要消除的缺陷，而是MOFs行为的一个可控制且可利用的方面。我们强调了“设计性不稳定性”的可能性，即通过有意识的缺陷工程和动态框架响应来优化材料性能。这种视角将重点从静态的稳定性转移到动态的韧性上，从而能够设计出适应性强、能够自我调节的MOFs，以应用于更先进的领域。

图形摘要

金属有机框架在潮湿、高温、应力及反应性介质的作用下会发生降解，导致键断裂和结构坍塌。稳定性策略通过后合成改性、混合材料制备及控制合成等方法来调节材料的连通性、缺陷密度和性能。通过“设计性不稳定性”，可以引入能够在外界刺激下收缩、膨胀和自我修复的节点和配体。这类自适应结构能够在化学、热、机械和光化学条件下保持功能，同时实现可逆响应、延长使用寿命并确保应用的可靠性。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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