Reticular Design of Precise Linker Installation into a Zirconium Metal–Organic Framework to Reinforce Hydrolytic Stability

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作者
Yongwei Chen,Karam B. Idrees,Mohammad Rasel Mian,Florencia A. Son,Chenghui Zhang,Xingjie Wang,Omar K. Farha
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (5): 3055-3063 被引量:18
标识
DOI:10.1021/jacs.2c11830
摘要

Reticular chemistry allows for the rational assembly of metal-organic frameworks (MOFs) with designed structures and desirable functionalities for advanced applications. However, it remains challenging to construct multi-component MOFs with unprecedented complexity and control through insertion of secondary or ternary linkers. Herein, we demonstrate that a Zr-based MOF, NU-600 with a (4,6)-connected she topology, has been judiciously selected to employ a linker installation strategy to precisely insert two linear linkers with different lengths into two crystallographically distinct pockets in a one-pot, de novo reaction. We reveal that the hydrolytic stability of these linker-inserted MOFs can be remarkably reinforced by increasing the Zr6 node connectivity, while maintaining comparable water uptake capacity and pore-filling pressure as the pristine NU-600. Furthermore, introducing hydrophilic -OH groups into the linear linker backbones to construct multivariate MOFs can effectively shift the pore-filling step to lower partial pressures. This methodology demonstrates a powerful strategy to reinforce the structural stability of other MOF frameworks by increasing the connectivity of metal nodes, capable of encouraging developments in fundamental sciences and practical applications.
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