金属有机骨架材料在应用中的优势

（1）金属有机骨架材料的分离纯化功能 具有多孔构型的金属有机骨架材料，最常见的用途之一是分离气体或液体混合物，如氧气和氮气的纯化、去除挥发性有机物以及天然气中分离二氧化碳。通常分离混合物的原理有两种：一种是基于热力学性质的区别，即所用分离材料对混合物具有选择性的吸附；另一种则是根据动力学的区别来分离混合物，即混合物穿越分离材料时采用不同的路径。比较大的比表面积和剪裁灵活的孔结构为金属有机骨架材料在混合物分离领域的应用产生重要的影响。

金属有机骨架材料在去除有毒及对环境有害的气体领域已经被广泛地研究，比如汽车尾气中二氧化硫的捕获与分离、去除燃料废气中的四氢噻吩等。但是孔径大小对金属有机骨架材料的吸附能力具有重要的影响。当金属有机骨架材料的孔径接近被吸附物尺寸时，被吸附物与多孔材料的相互作用最强。Yashi研究组利用金属有机骨架材料（MOF-5、IRMOF-3、HKUST-1）吸附各种有害物质，包括二氧化硫、氨气、氯气、苯、四氢噻吩、二氯甲烷和环氧乙烷等。研究表明，这些材料和活性炭一样具有较强的吸附能力，而且可以进行选择性的吸附。对于每一种有害物质，至少有一种金属有机骨架材料的吸附能力超越了活性炭。其中，对于氨水的吸附，相对于传统的活性炭材料，金属有机骨架材料的吸附能力提高6～105倍。MOF-5与石墨氧化物混合材料同样对氨水具有良好的吸附性能。这些材料在MOF-5与石墨氧化物界面展现出非常强的分散能力，因此相对于母体材料对氨水具有更好的提取能力。

此外，基于薄膜材料的气体分离工艺已经具有工业规模，薄膜的孔径大小、形状以及化学性质决定了对不同气体的渗透性。金属有机骨架材料具有孔径大小、形状以及化学性质剪裁灵活的特性，因此在该领域比沸石以及其他多孔材料具有更迷人的应用前景。金属有机骨架材料可以直接生长成膜或者掺杂到聚合物薄膜中，目前已被广泛研究。(www.xing528.com)

（2）金属有机骨架材料在药物传递体系中的应用 由于金属有机骨架材料容易通过化学修饰的方法进行调控的主客体性质和比较好的生物相容性，所以金属有机骨架材料在药物分析领域中具有广阔的应用前景。Patricia Horcajada及其合作者早期将异丁苯丙酸（布洛芬）负载在MIL-100（Cr）和MIL-101（Fe）骨架上，发现1g金属有机骨架材料的负载量分别高达0.35g和1.38g，并且在人体模拟系统中的释放周期达到3～6天。这些独特的性能特点，使很多医药工作者注意到了这种新型的纳米材料，并将它用于新药的开发和检测上。McKilay等人发现钴和镍的2，5-二羟基对苯二酸盐配合物对一氧化氮的束缚能力比常用的沸石高，1g金属有机骨架材料可以将6×10^-3～7×10^-3mol一氧化氮储存几个月，但是遇到磷酸盐缓冲剂时大约10min就可以释放储存的气体。当负载的材料放置在接近猪的冠状动脉时，样品完全释放。利用IRMOF-3和UMCM-1-NH3材料储存一氧化氮也被报道过，在这些体系中，一氧化氮与氨基形成二醇二氮烯翁基团。当负载药物的金属有机骨架材料放入去离子水中时，药物释放显著减慢，表明阳离子交换是药物释放的关键步骤。此外，金属有机骨架材料作为构建多功能纳米粒子平台近几年被广泛地研究，如高分子功能材料荧光造影剂和治疗剂等均可以负载到金属有机骨架材料的孔中。

（3）金属有机骨架材料在传感方面的应用 金属有机骨架材料不仅可以分析检测水、酒精和金属阳离子，而且可以用于检测微量的辐射和硝基炸药。基于感应的金属有机骨架材料在过去的几年里很受关注。凭借其高度有序的化学结构及其内部环境可通过化学合成方法高度可调，金属有机骨架材料在控制分析物约束力方面具有巨大的潜力。虽然研究人员已经开发出最广泛的荧光，但是金属有机骨架材料仍能提供大量的信号转导通路，近期出现的新光学、机械和电子学方法拓宽了这些材料在光谱方面的应用。