为什么ZIF-67的最新研究进展值得关注？

技术文章

ZIF-67是一种典型的金属有机框架结构材料，其由钴离子和2-甲基咪唑络合而成，具有高的比表面积、大的孔隙率，相较于同类型的MOF来说，ZIF-67在光催化、气体吸附和膜分离领域等领域都具有很好的应用前景。

本期整理了3篇ZIF-67的最新研究进展，一起看下吧~

Advanced Composites and Hybrid Materials

多异界面的ZIF-67衍生的Co-N共掺杂碳管改性泡沫碳用于高性能电磁波吸收

近年来，分层多异接口微结构的合理构建正成为一种极具吸引力的策略，以获得轻质和优异的金属有机框架（MOF）基电磁波（EMW）吸收材料。

2025年3月15日，期刊Advanced Composites and Hybrid Materials报道研究人员通过在三维（3D）三聚氰胺泡沫（MF）表面简单原位生长ZIF-67 MOF纳米片，然后采用热解自催化过程，制备了具有多异界面的分层MOF衍生的Co-N共掺杂碳纳米管改性泡沫碳（Co-NC@CF），其中ZIF-67的含氮有机接头成功转化为Co纳米颗粒封装的N掺杂碳纳米管。

除了电介质-磁双重损耗机制的协同效应外，Co-NC@CF的分层异质和多孔结构还表现出良好的阻抗匹配、多极化损耗以及多重反射和散射。此外，众多的N掺杂原子和缺陷对于增强界面/偶极极化至关重要，从而增强EMW耗散性能。

因此，通过改变热解自催化Co-N共掺杂碳纳米管（CNT）的温度，可以有效地调节所制备的Co-NC@CF的EMW吸收性能，并且在800 °C下煅烧的Co-NC@CF显示出最强的EMW吸收能力，在14.96 GHz下厚度为2.25mm时，最小反射损失（RLmin）值为-51.56dB，填料负载仅为5wt%，最大有效吸收带宽（EABmax）也达到6.88GHz，范围为11.12至18GHz。

这些优异的电磁性能可以使Co-NC@CF成为高性能EMW吸收材料的有前途的候选材料，这项工作为未来多级异质吸收材料的设计提供灵感。

文献名称：Self-catalyzed growth of Co–N codoped carbon nanotubes for advanced multi-heterointerface engineering in hierarchical carbonaceous microwave absorbers

Chemical Engineering Journal

棉纤维修饰的ZIF-67用于仿生全天候可持续光热脱盐

光热海水淡化是缓解全球水资源短缺的可行策略。然而，传统的蒸发系统存在局限，特别是当前的研究往往忽视了夜间和阴天条件，因此阻碍了全天候连续海水蒸发技术的发展。

2025年6月20日，期刊Chemical Engineering Journal报道研究人员受生物启发，开发了一种修饰有ZIF-67的棉纤维（ZIF-67@CF）的光热蒸发剂，可用于持续、经济高效的淡水生产。

研究发现，生物仿生ZIF-67@CF系统通过模仿叶片蒸发作用进行水分运输、毛细作用和根部盐离子去除，复制了红树林海水淡化。值得注意的是，ZIF-67@CF系统在模拟海水中实现了高达2.24kg m-2h-1光热蒸发通量，在一个太阳光照下，最高表面温度约为50.6°C。

为了验证ZIF-67@CF光热脱盐系统的稳定性，研究人员还进行了24小时室外实验，评估该系统在昼间和夜间条件下的强劲蒸发通量，从而证实其在各种环境条件下的可行性。

实验结果表明，夏季、阴天和冬季测试条件下，该系统在昼间的蒸发通量最高，分别为4.26kg m−2h−1、3.16kg m−2h−1和1.72kg m−2h−1。相反，在夜间记录到的蒸发通量最小，分别为2.18kg m−2h−1（夏季）、0.68kg m−2h−1(多云）和0.43kg m−2h−1（冬季）。

该项技术可以通过独立于昼夜变化的天气条件实现连续运行，为全天候、大规模应用高效光热海水淡化提供了新的见解。

文献名称：Harnessing cotton fibril decorated ZIF-67 for bio-inspired all-weather sustainable photothermal desalination

Advanced Functional Materials

原子层沉积制备连续大孔-微孔结构MOF薄膜用于生物传感

金属有机框架（MOF）的固有孔径通常集中在微孔范围，小尺寸孔径会不可避免的限制分子的穿透，导致催化反应的反应物/产物的扩散受限，阻碍性能提升。保留MOF晶体原始微孔，并引入大孔是打破微孔限制，实现快速传质有效策略。

2025年1月28日，期刊Advanced Functional Materials报道研究人员提出了一种构建分级三维有序大孔-微孔结构MOF薄膜的策略，连续的大孔-微孔MOF薄膜中的质量扩散和电荷传输得到了显著改善，赋予了薄膜优异的催化活性。

在该项工作中，研究人员在三维有序的聚苯乙烯微球模板表面通过原子层沉积ZnO纳米膜作为诱导层，当饱和前驱体溶液填充到模板的空隙中时，MOF在ZnO纳米膜的诱导下逐步结晶，形成薄膜结构。用有机溶剂去除模板后，就形成了具有有序大孔-微孔的MOF薄膜。该策略不仅可以实现大孔孔径的按需调控，MOF的种类也多样可变。

该研究将有序大孔-微孔ZIF-67薄膜与柔性器件集成，制备出的皮肤汗液葡萄糖传感器，其具有高达5280µA mM-1cm-2的灵敏度和低至0.28µM的检测限，传感性能远远高于大孔-微孔ZIF-67晶体和常规ZIF-67薄膜。

进一步的研究结果表明，大孔-微孔ZIF-67薄膜性能提升主要归因于葡萄糖分子的快速扩散、相互连接的大孔通道增强活性位点的暴露以及稳定的电子传导网络。

文献名称：Design and Assembly of Continuous Macro-Micro-Porous Metal-Organic Framework Film Assisted by Atomic Layer Deposition for Biosensing

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