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카복실레이트 기반 금속 사전 고정화 COF@MOF 합성: 맞춤형 구조, 차원, 결함 엔지니어링 실현

2026-06-19 07:02
공가 구조와 전자 분포 조정이 우수한 공유결합성 유기 골격체(COF)와 금속-유기 골격체(MOF)로 구성된 계층적 복합체(COF@MOF)는 다양한 분야에서 점차 주목받고 있습니다. 그러나 COF@MOF 복합체를 조절 가능하게 조립하면서 조성 및 구조를 정밀하게 제어할 수 있는 보편적 전략 개발은 여전히 큰 과제로 남아 있습니다. 본 연구에서는 유연하고 조정 가능한 COF@MOF 합성 전략(금속 사전 고정화, MPF)을 제안하여, PY-COF-COOH 표면에 다양한 형상과 입자 크기를 가진 MOF의 광범위한 성장을 유도할 수 있음을 보여주었습니다. 가설 연역 접근법과 실험, 밀도 범함수 이론(DFT) 계산을 병행하여, MPF 전략이 이온 분포 유도 합성(IDGS), 결정면 차폐(CFS) 가설, 공극 시너지 조절(ASR) 효과를 통해 형태, 크기, 배위 구조를 정밀하게 조절할 수 있음을 체계적으로 규명하였습니다. 더 나아가 MPF 기반의 PY-COF-COOH@MOF는 CH4/C2H6/C3H8 분리 성능 및 지속적인 H2O2 활성화 효율이 크게 향상됨을 보여주었습니다. 본 연구 결과는 고성능 COF@MOF 복합체 설계에 유망성을 제시하며, MPF 기반 설계에 대한 포괄적인 응용 가이드라인을 제공합니다.