近日，苏州大学放射医学与辐射防护国家重点实验室王殳凹教授团队在辐射化学合成领域取得了新进展。团队利用电子加速器产生的高能电子束在室温常压条件下实现了多种金属有机框架材料的超快速合成，并通过调控吸收剂量制备出多级孔金属有机框架材料@金属氧化物异质结材料，相关工作以Communication形式发表于Angew. Chem., Int. Ed.杂志上。

金属有机框架材料（MOF）是由金属中心和有机配体构筑形成的一类晶态多孔材料，具有高比表面积、固有孔道结构和高度可修饰性等优点，在工业领域有着广泛的应用。随着MOF材料应用的不断发展，高效、绿色合成MOF材料成为其工业化应用的核心问题。目前，MOF的合成方法包括溶剂热法、微波法、机械法、超声法、等离子体催化法等，且实现了少量MOF材料的批量化工业生产，但依旧存在反应流程繁琐、产率低、能耗高、难以批量化合成等问题。苏州大学放射化学研究团队在国际上率先开展了辐射化学合成晶态多孔材料的研究，在沸石分子筛（Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 14858-14863.）及共价有机框架材料（J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 20, 9169-9174.）中已经取得一系列前期研究成果，有望解决晶态多孔材料批量化生产中遇到的问题。

在本工作中，研究团队首先通过理论计算证明了辐射合成路径的反应活化能显著低于溶剂热合成，为MOF的辐射合成提供了理论依据。进一步地，使用1.5 MeV 电子加速器，在室温常压下快速合成了MOF材料。相较于传统MOF的溶剂热合成，辐射合成可以降低近两个数量级的能耗，并具有高的时间空间产率。此外，该方法具有良好的普适性，可以实现HKUST-1, ZIF-7, ZIF-67, UIO-66, NU-1000, Zn-BTC MOF-73, MOF-74, MIL-53, MIL-100, 和MIL-101等十余种MOF材料的室温常压合成，可以将其作为MOF绿色合成的新路径，实现了MOF材料的批量合成。

在辐射合成过程中，研究团队通过进一步调控吸收剂量原位一步合成多级孔MOF@金属氧化物异质结材料，简化了复合物材料复杂多步的制备过程。通过粉末衍射、固体核磁、选区电子衍射、紫外可见漫反射和氮气吸附等测试，对不同剂量下合成样品进行了系统表征。测试结果表明，材料中存在多级孔结构，且高剂量下合成样品表面形成纳米氧化物层，形成异质结结构。其中，多级孔结构能够增强材料的吸附性能，氧化物异质结有助于提升材料的光催化性能，因此成功实现模拟太阳光下有机染料的限域催化降解。相比于物理混合与溶剂热合成的MOF材料，降解效率提升了2 - 4倍。

本工作首次将辐射化学与MOF合成两个不同领域有机结合在一起，进一步拓展了核技术的应用领域，为MOF的绿色合成提出了全新的思路。苏州大学放射医学与辐射防护国家重点实验室放射化学研究中心博士生陈俊畅、博士后张明星和天津工业大学分离膜与膜过程国家重点实验室张仕通为该工作共同第一作者，国重室王殳凹教授为通讯作者。