金属-有机骨架（MOF）是一类具有高比表面积，结构多样性和可定制性的结晶多孔材料，引起了广泛的研究兴趣并展现出各种应用潜力。合理利用MOF的微孔结构，可将其作为稳健的宿主材料来提供一个有限的空间，在一定的条件下，可以实现超细金属纳米颗粒（MNP）的限域生长。将活性物种锚定在非均相载体上，制备的复合催化剂结合了均相催化（高活性催化活性位点）和可持续多相催化（高稳定性、方便分离回收和重复利用）的优点，因此更具有成本效益和时间效益。小尺寸的MNP和MOF之间的协同作用在催化中具有重要意义。

鉴于一些MOF具有亲水环境和高孔体积，高分散在大体积低沸点有机物溶剂中的金属前体水溶液的定量体积（不大于MOF孔体积）溶剂，可以在毛细管力和亲水相互作用的基础上完全结合到MOF孔中，以获得精确包封在MOF孔内的MNP并防止它们的聚集，即双溶剂法。近日，温州大学钱金杰课题组通过双溶剂法制备了新颖的Pd@InOF-1复合材料并用于Suzuki-Miyaura偶联反应，展现出显著的尺寸选择性。以水稳定的InOF-1为前驱体，合理地将金属前体（Pd²⁺）引入到InOF-1独特的四方纳米孔道中，然后经过化学还原得到Pd@InOF-1。基于小MNP和MOF之间的协同作用，微孔InOF-1纳米棒为提高目标产物的选择性提供了一个限域的空间，而Pd纳米颗粒赋予了丰富的催化活性位点。当选择只有一个苯环的最小尺寸反应物发生Suzuki-Miyaura偶联反应时，分离收率最高达94%，随着底物尺寸的增加，收率明显降低，甚至无法获得目标产物。

 

文章要点：

1、InOF-1在水中表现出超强的结构稳定性，可作为碳-碳耦合反应的微反应器。

2、Pd纳米颗粒是通过双溶剂法和还原法在MOF孔隙中原位形成的。

3、Pd@InOF-1复合材料提供限域空间以改善Suzuki-Miyaura反应的尺寸效应。

 

本研究工作为MOF基复合材料在多相催化中的广泛应用开辟了新的道路。近日，这一研究结果以“Size-Selective Suzuki-Miyaura Coupling Reaction over Ultrafine Pd Nanocatalysts in a Water-Stable Indium-Organic Framework”为题发表在《Inorganic Chemistry》，温州大学作为第一通讯单位，我院2020级硕士研究生陈丹丹和2019级硕士研究生魏琳莎为共同第一作者，我院陆建梅副教授、钱金杰副教授和杨植教授为共同通讯作者，该工作受到国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、温州市基础科学研究项目、云南省地方本科高校基础研究联合专项重点项目等资助。

 

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.2c02877