含有桨轮次级建筑单元的金属有机框架的稳定性和水解性

大多数典型金属有机框架（MOFs）在潮湿环境下的不稳定性始终是工业规模发展的限制。在这项工作中，我们在控制湿度环境中研究微孔桨轮框架 M(bdc)(ted)0.5（M = Cu、Zn、Ni、Co；bdc = 1,4-苯二甲酸盐；ted = 三乙烯二胺）的解离机制。结合原位 红外光谱、拉曼光谱和粉末X射线衍射测量表明，M(bdc)(ted)0.5化合物暴露于水蒸气后的稳定性和改性严重依赖于中心金属离子。在Cu(bdc)(ted)0.5的情况下观察到水分子与Cu–O–C的水解反应。Zn(bdc)(ted)0.5和Co(bdc)(ted)0.5中发现水分子置换ted链接体的反应。相较之下，Ni(bdc)(ted)0.5对水蒸气的反应性低于其他三种化合物。此外，水蒸气凝聚到框架中是启动解离反应所必需的。这些发现由第一原则的范德华密度泛函（vdW-DF）计算的整体反应焓提供支持，为确定使用桨轮次级建筑单元的这种类型MOFs的操作条件提供了必要的信息，并为开发更稳健的单元提供了指导。