“刺激-响应”现象在自然界中广泛存在。将这一特性应用到多孔晶态材料的设计中，可以把材料的有序性和柔性相结合，在气体的选择性吸附和分离方面产生特殊的性能。金属-有机骨架材料（MOF）是一类新型的多孔晶态材料，在气体存储及分离领域展现出潜在的应用前景。相对于传统的刚性孔材料（比如活性炭、沸石等），MOF具有结构可调的优势。在客体分子的刺激下，部分柔性MOF的主体骨架可以产生“呼吸”或“溶胀”的结构变化。这种动态变化主要依赖于结构的可变性“自由度”，通常包括: 1）有机配体的扭转和构象转变；2）有机配体与无机单元间相连部分的摆动。

中山大学苏成勇教授团队最近报道了一种新型柔性MOF，名为LIFM-W2 （LIFM指中山大学Lehn功能材料研究所) ，它的柔性来自于一个可变形的Mn₈O₃₈簇。该金属氧簇兼具几何变化和配体迁移两种动态因素，为MOF框架的动态变化提供了一个少见的额外自由度，即基于通常认为是刚性的无机结构单元本身的变化自由度。其客体响应行为导致MOF框架在三个维度发生结构变化，产生精细的芳香分子响应性。该团队还评价了这种柔性MOF的气体吸附性能，实现了轻烃和氟利昂气体的选择性分离。

LIFM-W2是一种由Mn₈O₃₈簇和2,2’-双三氟甲基-4,4’-联苯二羧酸构筑的具有pcu拓扑的MOF。研究者发现将LIFM-W2晶体浸泡于甲苯、混合二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯和均三甲苯中，可得到交换了相应客体分子的MOF化合物W2-mb、W2-xyl、W2-ox、W2-px、W2-mty，同时MOF骨架发生不同的柔性变化和响应。单晶结构分析发现，W2-mb、W2-xyl、W2-px、W2-ox中的八核Mn₈O₃₈簇脱去四个水分子，转变为Mn₈O₃₄团簇，同时配体中的羧基在团簇表面发生了迁移。而在W2-mty结构中，一个羧基配位模式存在两种变化方式，其中一种是团簇脱两个水分子形成Mn₈O₃₆簇，并伴随着羧基在团簇表面的迁移；而另外一种模式是团簇发生脱水现象但是羧基不发生迁移。

这些金属团簇结构的变化导致MOF框架发生明显改变，表现出对系列芳香分子的精细响应。从俯视图看，W2-xyl的孔径从原来的6.54埃增大到10.81埃，而W2-mty的孔径增大到11.74埃。从对角方向看，W2-xyl的α角从原来的84.7 °增大到108.1 °，底对角线l从17.1 Å增大到18.9 Å；而W2-mty的α角和底对角线l则分别增大到91.4 Å和20.3 °。这种结构柔性和动态性能使得LIFM-W2对CH₄，C₂H₆，C₃H₈表现出差异化的吸附行为，可以实现对这些气体的吸附分离。从穿透曲线看出，LIFM-W2可以有效分离CH₄: C₂H₆: C₃H₈（85: 10: 5, v/v/v）组成的模拟混合气。此外，LIFM-W2还可以完全分离微量氟利昂混合气体和氮气，在氟利昂气体的捕集和环境分析方面具有潜在的应用价值。

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