Управление морфологией металлоорганических каркасов в процессе синтеза

Создание материалов с заданной морфологией и предсказуемыми свойствами остаётся одной из наиболее сложных задач материаловедения. Такие характеристики, как форма, размер, пористость и степень агломерации, существенно влияют на итоговые свойства металлоорганических каркасов (MOF) и могут регулироваться параметрами синтеза, однако для этого необходимо глубокое понимание механизмов формирования MOF. В настоящем обзоре систематизированы данные о влиянии отдельных факторов синтеза на морфологию растущих MOF, включая pH реакционной смеси, кислотно-основные свойства модуляторов, температуру, тип растворителя, тип и содержание поверхностно-активных веществ, а также ионные жидкости. Выделены основные механизмы роста MOF, приводящие к формированию частиц различной морфологии. Последовательно рассмотрено влияние различных параметров на морфологию MOF с учётом ключевых механизмов зародышеобразования, роста и формирования конечной структуры, включая координационную модуляцию, процессы протонирования и депротонирования, а также модуляцию с помощью поверхностно-активных веществ или агентов, ограничивающих рост. Кроме того, рассмотрено применение микроволнового излучения и ультразвука при синтезе, поскольку они особенно влияют на стадии зародышеобразования и роста частиц при формировании MOF.