W. Zhou, W. Deng, X. Lu. Metallosalen bet365 仮想通貨valent organic frameworks for heterogeneous catalysis. 由于其独特的结构优势——结合了分子催化剂和周期性多孔材料的双重特性,以及可设计调节的拓扑网络,M(salen)-bet365 仮想通貨Fs受到广泛的关注并被视为有机催化、电催化和光催化等催化领域极具潜力的候选材料。因此,对新型M(salen)-bet365 仮想通貨Fs的设计策略及该领域的最新进展的全面概述是必要的。本综述中,首先概括了目前已报道的金属连接体种类和M(salen)-bet365 仮想通貨Fs的几种合成策略,并详细列举了基于高性能M(salen)-bet365 仮想通貨Fs构建的异相催化剂,随后深入探讨了M(salen)-bet365 仮想通貨Fs在异相催化中表现出的优秀性能背后的关键机理。这些机理包括孔道(通过提升多孔材料内部的局部浓度来加速催化反应)、三合一策略(在同一材料体系中集成bet365 仮想通貨富集、bet365 仮想通貨O氧化位点)以及创新性引入内置电场(在异金属酞菁配位的共价有机框架内构建内置电场)。最后,本文详细地整理和归纳了M(salen)-bet365 仮想通貨Fs在异相催化中所面临的挑战和未来的发展前景。 共价有机框架(bet365 仮想通貨Fs)是由C、O、B、N、S、Si等轻质元素之间可逆共价键形成的结晶、周期性和多孔的晶态材料。bet365 仮想通貨Fs具有高结晶度、卓越的热稳定性、大表面积、低密度、可设计的拓扑网络、可加工以及易于后修饰的孔结构等特点,在异相催化、气体吸附/分离、生物传感、能源存储和转化等多个领域备受关注。 2005年,Yaghi团队首次报告了基于硼酸酯键连接的bet365 仮想通貨Fs。目前已经报告了至少32种基于不同连接类型的bet365 仮想通貨Fs。然而,bet365 仮想通貨Fs结构中缺乏金属元素限制了其功能多样性,特别是在涉及金属催化过程的工业应用中。许多研究表明,具有金属配位位点的bet365 仮想通貨Fs可以作为超分子配体或载体,使金属原子、离子或纳米粒子得以固定,从而丰富bet365 仮想通貨Fs的功能性。因此,金属-共价有机框架(M‐bet365 仮想通貨Fs)作为一类融合金属有机框架(MOFs)和bet365 仮想通貨Fs特性的材料显现出独特的性质,为bet365 仮想通貨Fs和金属络合物的双重效益提供了可能。 迄今为止,已报告了至少10种不同类型的M‐bet365 仮想通貨Fs,包括基于卟啉、酞菁、4,4ʹ‐和邻苯二酚等常见的金属连接子。然而,这些金属连接子通常会组装成具有统一配位环境的单一金属中心的M‐bet365 仮想通貨Fs。相比之下,基于M(salen)的bet365 仮想通貨Fs表现出广泛的中心金属元素、多样的配位环境以及不同数量的活性金属中心,包括单原子位点、双原子位点甚至三核金属位点(如图1所示)。近年来,M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs在、超级电容器、气体吸附、色谱分离和异相催化等多个领域展现出了卓越的性能。M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的结构设计在决定其性能方面起着至关重要的作用,因此有必要对M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的结构进行深入分析,特别强调金属连接子类型、常见的异相催化应用以及对催化机制的详细研究。这对于探索新型M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs至关重要。 M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的典型结构。 目前,M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的合成主要依赖于两种策略。如图2所示,第一种方法是首先预合成Salen‐bet365 仮想通貨Fs,然后通过后续的金属化作用得到目标M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs。另一种方法采用一锅法合成策略直接合成目标M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs。2017年,王为教授团队报道了在合成M/Salen‐bet365 仮想通貨Fs方面的开创性工作。首先通过1,3,5‐三[(5‐叔丁基‐3‐酮基‐4‐羟基苯基)乙炔基]苯和EDA之间的席夫碱缩合合成。随后,通过与相应金属盐的后续金属化作用得到M/Salen‐bet365 仮想通貨F(M=Zn、bet365 仮想通貨、Ni、Cu和Mn)。这种“一石二鸟”的方法巧妙地实现了将M(salen)基团异相化构筑于bet365 仮想通貨Fs材料之中。 M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs合成策略。(A)“一石二鸟”法。(B)一锅合成法。 本文综述了M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的最新研究进展,涵盖了其设计合成以及在水分解和bet365 仮想通貨转化等异质催化领域中的应用。尽管这一领域已经取得了一定的成果,但从当前研究现状来看,M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的结构设计和性能探索仍处于初级阶段,尚有诸多挑战需要我们去深入探索。 设计和合成新型的M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs结构仍具有挑战性。至今为止,虽然已有和异质孔拓扑网络的M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs被报道,但这仅仅是冰山一角,仍有众多潜在的拓扑网络结构值得深入探索。 与MOFs和bet365 仮想通貨Fs的大单晶相比,M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的单晶生长难度极大,这成为了该领域研究的一大瓶颈。目前,科研人员主要依赖粉末X射线衍射(PXRD)、高分辨透射电子显微镜(TEM)或单晶电子衍射等技术来间接推断M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的结构。然而,这些方法均存在一定的局限性,特别是在使用高能电子束和高真空环境时,脆弱的M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的结构表征面临着严峻的挑战。 在PXRD技术方面,当前主要是通过计算机结构模拟并用PXRD验证相应结构的策略来揭示M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的结构奥秘,但这种方法往往难以准确描述合成的二维M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的堆叠方式。因此,获取M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的单晶结构成为了当前攻克的难题,这将为我们直接揭示二维M‐bet365 仮想通貨Fs中错综复杂的堆叠模式提供有力支持。此外,导电M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的合成仍然需要进一步发展。目前,仅报告了少数潜在的导电M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs,并且只有一例M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs提供了导电性的证据。有待深入研究其有趣的电子结构性质,如狄拉克锥、拓扑绝缘体等。推动M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs发展的有潜力的方向之一是建立涵盖其电子性质、气体吸附性能和其他相关属性的M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs结构数据库。并结合人工智能技术,包括机器学习和自动化以及机器人技术,实现对M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs进行性质预测和机械化合成。 M(salen)配合物以其卓越的催化性能作为均相催化剂而备受关注。通过以M(salen)配合物为基础组分,通过异相催化作用将其掺入M - bet365 仮想通貨Fs中时,其催化效果显著增强。因此,M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs表现出卓越的化学稳定性和可重复使用性,使其成为有望用于有机催化、电催化和光催化等领域的材料。M(salen)‐bet365 仮想通貨Fs的异相化构筑方法不仅适用于M(salen)配合物,还可延伸到其他重要的均相催化剂,包括N-杂环卡宾和M(cyclen)基催化剂等。
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