Vanwege de voordelen zoals een groot specifiek oppervlak, instelbare poriegrootte en afstembare functionaliteit, metaal-organische raamwerken (MOF's) hebben een groot toepassingspotentieel laten zien op het gebied van gasadsorptie en -scheiding, katalyse, sensing en biogeneeskunde. Echter, de meeste metaal-organische raamwerken hebben poriegroottes van minder dan 2 nm en zijn typische microporeuze structuren, wat de poriënstructuur beperkt en de massaoverdracht binnen het raamwerk belemmert. Om deze beperking te overwinnen, onderzoekers introduceerden mesoporiën of macroporiën in microporeuze MOF's om via verschillende strategieën een poriestructuur op meerdere niveaus te genereren.

Deze benaderingen zijn onlangs beoordeeld door onderzoekers van het departement Chemie, Texas A&M-universiteit, gepubliceerd in de Nationale wetenschappelijke recensie . Co-auteurs Liang Feng, Kun Yu Wang, Xiu-Liang Lv, Tian Hao Yan, Hong-Cai Zhou introduceert recente methodologische vooruitgang van hiërarchisch poreuze MOF-synthese. Ze introduceerden ook de fabricagemethoden van HP-MOF's met intrinsieke hiërarchische poriën, terwijl benaderingen inclusief gemoduleerde, sjabloon- en sjabloonvrije synthetische strategieën voor HP-MOF's worden verder besproken in de review.

Vandaag de dag, meer en meer multi-level porie MOF's zijn gerapporteerd door de introductie van sjabloon, etsen, en constructie van composieten. Bijvoorbeeld, het team van professor Zhou introduceerde linker-lablisatie om selectief chemisch labiele organische linkers in microporiën te verwijderen. De truc is om selectief een bepaald aantal linkers en clusters in de frameworks te verwijderen, en combineer kleinere poriën tot grotere, terwijl de algehele intactheid van het raamwerk moet worden gehandhaafd, zegt Liang Feng, een afgestudeerde student aan de Zhou-groep. Hij en zijn collega's onderzochten een reeks bottom-up en top-down methoden om hiërarchische poriën in MOF's te creëren, bijzonder robuuste MOF-platforms voor katalyse. Het gebruik van ligandinstabiliteit om selectief een ligand uit het raamwerk te verwijderen kan grotere poriën creëren, die ook de gastdiffusie tijdens katalyse vergemakkelijken. Deze beoordeling geeft ook commentaar op de belangrijkste factoren die van invloed zijn op het genereren van HP-MOF-architecturen en hun toepassingen in heterogene katalyse en gastinkapseling.

"De eisen voor hiërarchische porositeit in MOF's stimuleren het onderzoek van HP-MOF's voor verschillende toepassingen, waaronder katalyse en opslag." Prof. Hong-Cai Zhou zei:"We stellen ons voor dat deze beoordeling zal fungeren als een routekaart die het toekomstige ontwerp en de ontwikkeling van HP-MOF-materialen kan leiden met ongebruikelijke precisie en complexiteit op meerdere schalen."