-OH和-OH2除了被用作Brønsted酸之外,在Zr-簇节点上的-OH和-OH2基团也提供了位点,这些位点用于固定金属离子以得到结构明确的催化剂。另外,由于节点被连接子分离/隔离,节点负载的金属离子聚集受到禁止或者被局限,最终得到境均匀分布的活性位点。
在锆节点上引入金属只有几个例子被报道,其中探索最多的合成路线是在液相中的金属化(在MOFs上的溶剂热沉淀(SIM))。[44]该报告的例子包括一些常见的且容易获得的卤化物金属的前体或金属有机化合物,这些金属有机化合物携带着易质子化的配体(包括Grignard试剂)[45]。用钒络合物VO(acac)2将UiO-66金属化(acac是乙酰丙酮),以得到在高温下稳定的催化剂,催化氧化环己烯脱氢。类似地,放入CrCl3(THF)可以导致UiO-66和UiO-67[46]的节点金属化。有趣的是,有人曾提出在名义上是12连接的MOF UiO-67中Cr的浓度与框架中的缺陷密度相关。类似地,在PCN-700的Zr-节点中引入了金属卤化物得到了PCN-800(M)(M=Ni,Co,In)。在这个例子中,PCN-700节点上的金属结合物已使用单晶X射线衍射(SCXRD)证实,金属化实现了单晶到单晶转化。 Cr-UiO-67和PCN-800(In)都是用于催化工业上有价值的乙醛三聚,前者与均相催化剂CrCl3(THF)活性和选择性相当,后者在2小时内有76%的转化率和99%的选择性。
林等人报道了Zr-UiO-68的后合成金属化和Zr / Hf-MTBC(MTBC是四(对联苯羧酸根)甲烷),是通过正丁基锂脱除桥连羟基上质子,然后与钴和铁卤化物反应从而获得能够催化许多氢化反应和C-H官能化的催化剂。有趣的是,在UiO系列MOFs上引入了氢氧化镍,其化学选择性对于空间位阻较少的C-H键官能团化,结果是由MOFs环境对金属物种有一个立体限制效应。[47]文献综述
在金属(和准金属)氧化物载体如MgO,ZrO2和SiO2上研究化学和反应活性已经成功地转移到Zr-MOFs作为支撑材料上来。 例如,[Ir(acac)(CO)2]和[Ir(acac)(C 2 H 4)2]与UiO-66和NU-1000的Zr-节点反应,得到了隔离的铱物种。引入的铱物种已被证明是具有催化性能,可以将乙烯氢化,其中TOFs(每小时每摩尔数的催化剂可得到产物的摩尔数)为0。010s-1和0。017s-1,与NU-1000和UiO-66的化学选择性分别为99。5%,98。5%。(图7)
类似地,单一节点的催化剂已经准备使用Hf-NU-1000作为载体。Hf-NU-1000具有NU-1000中Zr6O8异构的铪氧簇,使用四苄基锆作为有机金属化的前体来实现节点的金属化。在甲苯释放后,锆前体与铪氧节点反应,从而使高度亲电的Zr(IV)中心可催化烯烃聚合。这个催化剂同样地被发现在乙烯聚合中也具有活性,从而得到线性聚乙烯。[48]而当加入1-己烯时,发现以产生> 95%的全同立构聚(1-己烯)和一个双峰质量分布(Mn = 274000g / mol,Mn = 570g / mol),这些现象的原因就是在MOF上Zr(IV)位点的内部和外部具有不同的活性。 这是第一个关于MOF催化的同规立构聚合的报道。