【导读】
稀土多核金属有机骨架（RE-MOFs）已经证明了基于对金属簇的气体吸附的苛性酸气体吸附和分离的高耐久性。RE-MOF 中的金属簇传统上包含由通过有机接头连接的 μ3-OH 基团结合的 RE 金属。最近的研究表明，在包括含氟调节剂的合成过程中，这些羟基可以被氟原子取代。
近日au金属，美国桑迪亚国家实验室进行了一项联合建模和实验研究，以阐明金属簇氟化对 RE-MOF 的热力学稳定性、结构和气体吸附性能的作用。
通过系统的密度泛函理论计算，发现氟化团簇在热力学上比羟基化团簇更稳定，100% 氟化时每原子高达 8-16 kJ/mol。金属簇中的氟化程度通过用含氟调节剂合成的 2,5-二羟基对苯二甲酸 (Y-DOBDC) MOF 的19F NMR 表征来验证。19F 魔角旋转 NMR 确定了各向同性化学位移 (δiso) 光谱中位于 -64.2 和 -69.6 ppm 处的两个主峰，与氟化系统的 -63.0 和 -70.0 ppm 处计算的19F NMR δiso峰相匹配。计算还表明au金属，Y-DOBDC MOF 的氟化对酸性气体（SO2、NO2、H2O）结合能的影响可以忽略不计，相对于羟基化结构，100% 氟化结构的结合能仅降低了 ~4 kJ/mol。此外，氟化不会改变相对气体结合强度（SO2> H2O > NO2）。
本文首次发现金属簇中氟的存在可以显着稳定 RE-MOFs 而不会改变其酸性气体吸附性能。
文献链接：Dramatic Enhancement of Rare-Earth Metal–Organic Framework Stability Via Metal Cluster Fluorination. https://doi.org/10.1021/jacsau.2c00259
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