由金属与有机配体通过非同价键形成的仅有单个原子或多个原子厚度的超薄二维金属有机纳米片具有独特的物理化学性质，在催化、传感、分离以及光电子器件等领域显示出巨大的应用前景，但是高效可控的规模化合成超薄金属有机纳米片仍然是一个巨大挑战。

  最近，来自中国科学技术大学徐航勋、江海龙以及Texas A&M University的Hong-Cai Zhou研究团队以Controlled Intercalation and Chemical Exfoliation of Layered Metal–Organic Frameworks Using a Chemically Labile Intercalating Agent为题在J. Am. Chem. Soc.上报道了一种简单高效能可控制备超薄金属有机纳米片的插层/化学剥离方法。与传统的自上而下剥离方式不同，他们巧妙地利用含有二硫键的联吡啶配体，通过吡啶配体的插层得到层间距增大的MOFs, 然后通过二硫键的化学还原断裂进程来调控层间相互作用力，从而实现对层状MOFs的高效化学剥离得到超薄金属有机纳米片。该方法可以简单地在室温搅拌条件下高效地(~57%)制备~1 nm厚度金属有机纳米片，克服传统机械剥离方式的效率低(<15%)，尺寸与厚度不可控的难点。同时，通过控制二硫配体中二硫键的还原程度可以进一步得到不同厚度的金属有机纳米片。这种厚度可控的插层/化学剥离方法制备超薄金属有机纳米片的方法在目前已知文献中尚无报道。

图1.插层/化学剥离方法制备超薄层状金属有机纳米片示意图

  单晶X射线衍射与同步辐射粉末X射线衍射均证明二硫联吡啶配体可以插入到层状MOFs中，而且层间距发生明显的变化，c值由19.6?增加为45.2?。随后，利用三甲基膦对二硫键进行选择性还原断裂，可以高效得到剥离的超薄金属有机纳米片。TEM以及AFM表征展示了该种纳米片的超薄特性(~1 nm)，相应的HRTEM则说明剥离前后金属有机配位结构的完整性。与此同时，通过这种方式得到的超薄金属有机纳米片可以在可见光照射下有效地活化分子氧产生单线态氧。

图2. 通过插层/化学剥离方法制备的超薄纳米片TEM/AFM图片

  这项工作成功地发展了一种高效制备超薄金属有机纳米片的方法，考虑到MOFs组成中大量可用的有机配体和金属离子/团簇，本文报道的方法在制备具有不同结构和性能的二维金属有机纳米片中具有非常重要的意义，为可控制备二维纳米材料提供新的思路。

  该工作得到了国家自然科学基金、科技部973计划、中国科学院前沿科学重点研究项目以及Welch Foundation等资金支持。

  论文链接：http://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.7b04829