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Über konventionelle poröse Materialien hinaus haben metall-organische Frameworks (MOFs) großes Interesse an der Konstruktion von Nanokatalysatoren geweckt, die die Eigenschaften von katalytisch aktiven Nanopartikeln (NPs) aufweisen, die in den Hohlräumen/Kanälen von MOFs oder von MOFs umgeben sind. Die Vorteile der Verwendung von MOFs als einkapselnde Matrix sind vielfältig: einheitliche und langfristig geordnete Hohlräume können den Stofftransport und die Diffusion von Substraten und Produkten effektiv fördern, während die unterschiedlichen Metallknoten und anpassbaren organischen Verknüpfungen herausragende Synergieeffekte mit den einkapselten aktiven NPs ermöglichen können. Hier werden einige Schlüsselthemen im Zusammenhang mit MOFs für die Katalyse diskutiert. Anschließend werden der aktuelle Stand der Technik zur Einkapselung von katalytisch aktiven NPs durch MOFs sowie deren Synergieeffekte zur Verbesserung der katalytischen Leistung in den Bereichen Thermo-, Foto- und Elektrokatalyse zusammengefasst. Bemerkenswerterweise weisen einkapselungsstrukturierte Nanokatalysatoren deutliche Vorteile gegenüber herkömmlichen unterstützten Katalysatoren auf, insbesondere in Bezug auf die katalytische Selektivität und Stabilität. Schließlich werden Herausforderungen und zukünftige Entwicklungen in MOF-basierten einkapselungsstrukturierten Nanokatalysatoren vorgeschlagen. Ziel ist es, ein besseres Verständnis für das Design von wohl definierten Nanokatalysatoren mit atomgenauen Strukturen und hoher Leistung in anspruchsvollen Reaktionen zu vermitteln.
Li et al. (Mon,) haben diese Frage untersucht.