本文刊载于《科学观察》2012年第7卷第3期P55—P58。如果您喜欢，欢迎订购我刊。@版权所有中国科学院文献情报中心《科学观察》编辑部。未经许可，不得转载。

金属有机框架研究目前正方兴未艾。金属有机框架材料在基于氢气、甲烷等小分子新能源中的应用，在C—C、C—H、C—N、C—O和N—N键活化及相关物质转化中，在CO₂存储、转化和核素存储、分离等重大环境科学问题的研究和应用中，具有不可估量的前景。

金属有机框架是指由金属离子/团簇与具有一定刚性的有机配体分子所形成的一维、二维或三维多孔晶态化合物。

金属有机框架中的金属离子/团簇和有机分子决定了化合物的结构和性质。其中，金属离子/团簇的配位能力及取向性决定了化合物的结构和配位分子的数量，而有机分子(大多为具有不同价态的配体分子)则更多地影响了化合物的孔道及其尺寸。由于金属有机框架的孔道常常可在脱除其客体溶剂分子后保持稳定，因而该类化合物可用于氢气和CO₂存储、气体纯化和分离，还可用作催化和敏感材料。

从金属有机框架领域发表的SCI论文数量和影响力来看，中国科学家的研究在国际上处于引领地位。目前中国科学家的研究重点已从早期单纯的合成与结构研究、简单溶剂分子的包容、脱除和检测敏感性研究转向构效关系、结构设计及其稳定性和功能性规律研究，特别是对氢气、CO₂等涉及能源、环境等重大需求背景的物质存储、转移和转化等科学问题的研究，应用目标更加明确，研究体系更加复杂丰富，发现了一批更具应用价值的结构和性质。

可以说，我国从事金属有机框架工作的化学家已经成为国际上一支具有重要影响力和特色的研究力量。

与国外同行相比，我国从事金属有机框架材料研究的队伍有如下特点：

(1)研究机构多，技术条件不逊于国外同行。

(2)研究团队规模大，研究人员学科背景多元化。既有传统无机化学领域配位化学的研究者，还有物理化学中的多孔/介孔材料催化研究的学者，以及理论化学和计算化学工作者。(www.daowen.com)

(3)“性质研究”丰富多彩。不仅包括传统的氢气、CO₂、甲烷等重要能源和环境分子的储存、分离和转化，还涉及氟离子、有机污染分子的分离、敏感分子等。

(4)关注并凝练出本方向的若干重要科学问题。在金属离子的配位性质、有机分子刚性和组装特性，无机和有机单元的配合、相容及相互增强特性，孔道的尺寸、连接和走向，客体分子与金属有机框架的相互作用及动态转移等微观机制上，取得了引起国际同行关注的重要成果。此外，还开展了将金属有机框架体系与磁性及其传递、发光及其敏感性、催化及物质转化相互结合等多种与性质关联的研究。

同时我们也应看到，虽然我国在论文数量上提升迅速，但重要成果占本国全部论文的份额远低于美国。我国在重要成果的产出方面仍有待提高。

目前，国际上最具影响力的科学家及其团队依然以美国、日本和欧洲的科学家为主，其中以美国UCLA的Omar M. Yaghi、日本京都大学的S.kitagawa和东京大学的M.Fujita等最具代表性。

从机构发表的论文数量上看，我国从事金属有机框架研究的主要机构有南京大学、中科院福建物质结构所、中山大学、南开大学、东北师范大学、吉林大学、北京大学等10家单位，上述单位的论文总量约占国内相关领域论文总量的50%，其研究重点主要集中在金属有机框架化合物合成、结构调控和性质等方面，取得了令国际同行瞩目的成果。

由于金属有机框架研究目前尚未进入成熟发展阶段，因而仍具很大的发展空间。鉴于金属有机框架体系特有的孔道及其与客体分子相互作用，其与金属氧化物/含氧酸盐、分子筛等高化学稳定性体系的组装、结构和功能复合等方面的研究依然是一个方兴未艾的重要方向。

从应用前景看，金属有机框架材料在基于氢气、甲烷等小分子新能源中的应用，在C—C、C—H、C—N、C—O和N—N键活化和相关物质转化以及CO₂存储、转化和核素存储、分离等重大环境科学问题的研究与应用中，具有不可估量的前景。