金属有机框架结构(MOF),是由无机节点与具有多个配位点的有机配体形成的具有良好结晶性的配位网络结构。虽然早在90年代前就已有发现,但MOF领域真正的里程碑还是1999年Yaghi组发现的MOF-5结构。由于MOF具有独特的框架结构,作为微孔材料在气体的吸附、储存方面具有明显的优势,吸引了大量研究者的兴趣。自此以后,MOF领域蓬勃发展,其结构和功能上的多样性得到了深入的研究和挖掘。传统的MOF研究主要集中于新结构的设计合成与晶体的表征分析,通过设计无机组分与有机配体的几何组合,得到了大量的新型MOF,直到现在文献报道的MOF结构已超过20000种。除了传统的“配位化学”研究方向,交叉学科的引入也为该领域增添了无限活力。其中,纳米MOF结构的设计合成与实际应用研究也在不断发展,拓展了我们对MOF本身结构的认识,让我们能够从更小的尺度更精确地调控结构,能够更好地理解成键和表面性质。因此,我们也发展了多种新颖的MOF纳米结构,探索了更多合成的可能性。MOF一般具有微孔结构,但正是因为微孔孔径较小,反过来也会影响快速的质量扩散过程,同时阻碍大分子通过孔洞进入反应中心,从而限制MOF在某些方面的应用。如果在原有MOF微孔结构的基础上引入介孔结构,可以得到多级孔洞MOF(H-MOF)结构,能够结合微孔和介孔两者的优势,更好地利用材料的性质。其中微孔结构能够提供超高的比表面积和较大的孔体积,而介孔结构能够促进扩散过程和分子进入结构中心。但发展的合成方法有的需要模板,有的需要复杂的合成工艺,难以在其他MOF体系中实现相同的效果,因此急需发展新的有效合成方法,来实现稳定、高质量的H-MOF结构。我们发展了一种全新的竞争配位策略来合成H-MOF结构。该策略可以被有效地运用于多种MOF体系中,得到了二维多孔纳米片、三维多孔纳米立方体的形貌结构。而得到的二维H-MOF纳米片可以作为基质,在不加任何表面活性剂的情况下用浸渍法原位负载Pd纳米颗粒,得到一种全新的Pd催化剂,展现了极高的催化活性。