Standortspezifisches Wachstum von MOF-on-MOF-Heterostrukturen mit steuerbaren Nano-Architekturen: über die Kombination von MOF-Analoga hinaus

Die Integration verschiedener metallorganischer Gerüste (MOFs) in ein System hat zur jüngsten kombinierten Innovation verschiedener MOF-on-MOF-Hybride geführt; jedoch bleibt die Kontrolle über ihr standortspezifisches Wachstum über MOF-Analoga hinaus eine Herausforderung. In dieser Arbeit wird eine standortspezifische epitaxiale Wachstumsstrategie entwickelt, um MOF-on-MOF-Heterostrukturen zu synthetisieren, die aus zwei MOFs mit völlig unterschiedlichen Zusammensetzungen bestehen. Ein Gast-MOF (ZIF-8) wird epitaxial auf den spezifischen 110-Facetten eines Wirts-MOF (MIL-125) gewachsen. Darüber hinaus ist die Position des ZIF-8-Wachstums auf MIL-125 auch wählbar, indem MIL-125-Wirte mit 110-Facetten, die an der Ecke oder an der Seitenfläche exponiert sind, verwendet werden. Folglich werden zwei MIL-125@ZIF-8-Heterostrukturen mit ausgeklügelt gestalteten unterschiedlichen Architekturen synthetisiert. Dank der hohen Adsorptionskapazität von ZIF-8 und der photokatalytischen Aktivität von MIL-125 zeigen die MIL-125@ZIF-8-Heterostrukturen synergistisch verbesserte photokatalytische Leistung im Vergleich zu einzelnen MOF-Subeinheiten. Darüber hinaus führt das Eckenwachstum zu einer höheren Aktivität als das Seitenwachstum der MIL-125@ZIF-8-Heterostrukturen. Unser Beitrag ebnet den Weg für das rationale Design von kompositen MOFs mit einstellbaren Zusammensetzungen und Nanostrukturen unter Verwendung des Ansatzes der Kristalltechnik.