第一作者：繩新如, 王澤鉅,

通訊作者：黃飛鶴、李光鋒，朱藝涵，Jonathan L. Sessler

通訊單位：浙江大學，浙江工業大學，得克薩斯大學奧斯汀分校

論文速覽

具有復雜拓撲結構、高表面積和低密度的三維（3D）晶體有機框架提供了多種應用前景。然而，這些框架的設計和構造在很大程度上局限于包含多面體形狀的構建塊的系統或那些依賴于組件互穿的系統。

本文報告了一種基于分子榫卯連接的三維(3D)晶體有機框架(DOF-1)的合成。這種新材料利用四（4-吡啶基苯基）乙烯和氯化雙（苯并二氧雜硼）苯作為結構單元，并由配價B–N鍵驅動。該框架的單晶X射線衍射分析揭示了具有螺旋通道的二維（2D）層的存在，這些螺旋通道可能是在硼-氮配位過程中形成的。

二維層上下表面的二氯苯單元的突出部分促進了關鍵的榫卯連接，這些連接使相鄰層相互鎖定并穩定了整體的3D框架。所得框架具有高孔隙率和極具吸引力的機械性能，使其潛在地適合用于從乙炔中去除雜質。

圖文導讀

圖1：通過分子榫卯連接穩定的DOF-1的合成和表征。

圖2：分析了DOF-1單晶結構中的2D層。展示了沿b軸方向的單層結構視圖，以及沿bc平面的2D網絡視圖，突出顯示了TPPE單元和BBE單元之間的連接。

圖3：DOF-1晶體結構中的榫卯連接。

圖4：DOF-1的低溫低劑量高分辨率透射電子顯微鏡(HRTEM)圖像。

圖5：DOF-1和DOF-2的機械特性以及DOF-1的氣體吸附特性。

總結展望

本文展示了通過硼-氮配位鍵驅動自組裝形成的具有獨特3D網絡結構的微孔有機晶體結構DOF-1。DOF-1的動態硼-氮配位鍵和連接各個層的獨特榫卯連接賦予了框架機械穩定性，同時保持了其多孔特性。

結果表明，DOF-1在吸附和分離領域具有潛力，例如能夠選擇性地吸附CO₂而非C₂H₂。更廣泛地說，本研究目前的發現強調了榫卯連接可以為3D多孔框架提供獨特的拓撲、機械和孔隙率特性。

文獻信息

標題：Three-Dimensional Crystalline Organic Framework Stabilized by Molecular Mortise-and-Tenon Jointing

期刊：Journal of the American Chemical Society

DOI：10.1021/jacs.4c01104