疏水性金属-有机骨架材料的研究进展

李竞草，吴冬霞，常丽萍，赵炜，王建成，胡江亮

（太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室，山西太原030024）

金属-有机骨架（MOFs）材料是一种新型的多孔材料，具有孔结构有序、比表面积大、柔性独特、可设计性强等特点，在气体储存[1-2]、气体吸附分离[3-4]以及电化学储能[5]等方面展现出巨大的应用潜力。与传统的材料相比，MOFs 最显著的优势在于其在分子层面上对孔结构、表面性质的高效调控，可为新型吸附剂的开发提供良好的操作平台。然而，MOFs 材料存在较弱的金属-配体配位键，其金属配位中心具有亲电性，在遇到水汽等具有一定亲核性的吸附物后其精细微观结构很容易被破坏。此外，H2O分子与目标分子存在竞争吸附，会导致MOFs材料的选择性和吸附量严重下降、再生困难，如何消除或降低水对MOFs的影响已成为限制其工业化应用的关键因素之一。

MOFs 骨架中存在的大量亲水位点是H2O 分子容易被吸附的重要原因，构筑MOFs疏水/超疏水表面、减少表面的亲水位点是提高其骨架稳定性和吸附性能最有效的策略之一。目前，国内外学者提出的各种改性方法主要可以分为3类：①改变金属和配体，调节配位方式，减少亲水位点暴露；②引入疏水性官能团，增加骨架疏水性；③与疏水材料共混（如疏水性聚合有机物、碳材料），提高其疏水性能。这些方法虽然在疏水改性上都展现了各自独特的优势，但也存在各种不同的问题。因此，探索现有MOFs疏水改性方法的相关原理，研发优异的疏水性MOFs新材料解决水汽引起的问题，具有重要的科学意义和实用价值。本文主要概述了近年来提高MOFs 疏水性的方法以期为开发新型MOFs 提供新思路；简要介绍了利用理论计算的方法筛选疏水性MOFs材料有望提高对现有MOFs的应用范围。

1 MOFs中的金属离子

金属离子（簇）是MOFs材料中参与配位的重要节点，金属离子的配位饱和度、离子簇的结构以及异类金属离子的引入均会影响材料的疏水性。

1.1 金属离子（簇）的性质

研究者发现金属离子（簇）是MOFs材料中的主要吸附位点之一，吸附作用主要是通过水分子与MOFs 材料中的金属产生的化学吸附作用，而且水分子距离金属越近吸附作用力越强[6]，因此金属离子与水分子的相互作用力和金属的暴露情况是影响材料疏水性的主要因素。Kang等[7]研究M-BDC（Cr、Al和V）的水稳定性，发现水稳定性顺序Cr-MIL-53＞Al-MIL-53＞V-MIL-47 与金属离子的惰性（VⅣ＜VⅢ＜AlⅢ＜CrⅢ）顺序一致，结合水分子对MOFs 材料的破坏作用机理[8]，说明金属的惰性影响着MOFs与水的作用力。Jeremias等[9-10]研究MIL-100(Fe、Al)和Cu-BTC 对水的吸附行为，发现吸附等温线均属于Ⅰ型吸附等温线，较低压力下对水具有较大的吸附。通过对材料的晶体结构分析，认为3种材料均存在不饱和配位的金属中心，与水的相互作用力较强，使得材料的疏水性较弱。

除此之外，研究者发现具有相同的金属离子，通过不同的配位方式可以形成不同结构的多核金属簇[8]。金属离子簇结构的不同会影响金属在材料中的暴露程度，进而对材料的亲疏水性产生一定的影响。MIL-53(Cr)和MIL-101(Cr)的晶体结构中分别具有金属簇CrO4(OH)2和Cr3O(CO2)6，测试两者对水的吸附性能，发现MIL-53(Cr)对水的吸附能力远低于MIL-101(Cr)，这是因为MIL-101(Cr)为三角簇，其金属分布密度较大，暴露程度较高，从而对水产生的更多的吸附[11-12]。

1.2 金属离子的掺杂

Li 等[13]在合成MOF-5 的过程中引入镍盐得到Ni掺杂的MOF-5（Ni-doped MOF-5），Ni离子的引入不仅不会引起晶体的变化，同时其比表面积和孔隙率也有一定的增加。掺杂后的Nix(Zn)4-xO6+（x表示Ni掺入的摩尔分数）团簇的疏水性比Zn4O6+团簇有所提高。之后，Zhu 等[14]通过对STU-1 进行金属离子（Cu2+、Cd2+或Fe2+）掺杂，制备了超疏水性材料。掺杂金属离子会在螺旋表面产生电子的扰动，阻碍了孔隙中水团簇的形成，从而提高了材料的疏水性。

通过异类金属离子的掺杂可以提高MOFs的疏水性能，但该方法存在一定的局限性。这是由于引入到离子簇中的掺杂的金属必须与配位金属具有相似的离子半径和相同的电荷，否则会造成晶体结构被破坏或晶体生长缺陷。

2 MOFs中的有机配体

2.1 配体改变

2.1.1 配位方式

在MOFs材料构筑过程中，以含氮和氧元素的有机物作为配体最为常见。ZIFs系列材料[15]由于咪唑盐与过渡金属形成的键角与一般沸石中Si O Si键角相似为145°，使其具有与沸石类似的较为稳定的晶体结构。由于该类材料采用的咪唑类配体中的1个氮原子上的氢原子离去时可以形成阴离子型配体，大多数能与过渡金属配位饱和，因而具有较好的疏水性能[16]。其中，以ZIF-8和ZIF-71最为典型，两种材料分别是由金属Zn 离子与有机配体2-甲基咪唑和4,5-二氯咪唑中的N 原子配位形成了ZnN4四面体[17-18]。两种配体中参与配位的氮原子与金属完全配位，因此配体的配位为饱和状态，避免了MOFs材料中由于配体配位不饱和造成的水的吸附位点的增加。Küsgens等[19-20]研究ZIF-8和ZIF-71对水的吸附情况，发现两种材料的水蒸气吸附等温线为Ⅲ型，均具有较高的疏水性。

采用相同金属离子与不同配体配位时，金属与配体的配位数会发生改变，从而影响MOFs与水间的相互作用。Rosi 等[21]研究了MOF-5 和Zn-MOF-74两种Zn-MOF的水稳定性。对其配位情况进行分析，发现采用对苯二甲酸作为配体的MOF-5 是四配位的四面体，而采用1,4-二羧基-2,5-二羟基苯为配体的Zn-MOF-74 是六配位的八面体。与八面体配位的金属相比，水分子与四面体配位金属的配位空间更大，相互作用力更强。王哲明等[22-24]研究Ni 与HCOO 形成六配位的八面体结构的Ni3(HCOO)6和Cu离子分别与异烟酸的吡啶环上的2个氮原子和3个羧酸根的氧原子配位形成五配位的四方锥体的Cu(INA)2的亲疏水性，发现配位数及配位构型会影响材料的表面性质，进而影响材料的亲疏水性。

综上所述，有机配体的配位饱和情况、与金属的配位个数以及配位构型均会影响材料的亲疏水性。在对疏水性MOFs材料的构效过程中，尽可能提高参与配位官能团的利用率减少游离官能团的数量，选择高配位的有机配体减少水分子与金属配位的空间，选择合适的配位构型调节其表面性质均能一定意义提高材料的疏水性。

2.1.2 含有疏水性官能团的配体

选用含有疏水性官能团的有机配体直接合成MOFs 材料时，疏水性官能团不但会增加材料表面的疏水位点，还能形成空间效应阻碍水对亲水位点的靠近，以此提高其疏水性。Reinsch 等[25]采用5-X-1,3-苯二甲酸（X=、、、和）为配体得到一系列与CAU-10具有相似结构的CAU-10-X材料，合成反应由图1 所示。通过分析材料对水的吸附等温线（见图2），发现与CAU-10 相比，CAU-10-OH 和CAU-10-NH2在较低压力下就开始对水产生吸附，而CAU-10-CH3和CAU-10-OCH3在较高压力时对水的吸附量仍然很低，说明疏水性官能团的引入有效提高了MOFs 的疏水性。之后研究者采用大量的疏水性有机物作为有机配体进行MOFs材料的合成，以此调控其疏水性。

缺血性股骨头坏死有着较高的发生率，可导致患者出现腰痛、患侧腹股沟疼痛、患侧臀部疼痛以及患肢膝关节疼痛等疾病症状，对患者的机体健康以及正常生活质量造成了严重的影响。缺血性股骨头坏死患者接受早期疾病治疗，可对其疾病的进展阻断，最大限度对其股骨头保留[1-2]。为探究缺血性股骨头坏死患者接受微创减压植骨生物陶瓷棒植入治疗的价值，本文以2015年2月—2017年2月46例缺血性股骨头坏死患者作为研究对象，均为其实施微创减压植骨生物陶瓷棒植入治疗，分析其治疗的结果，从而总结微创减压植骨生物陶瓷棒植入治疗的价值，具体如下：

图1 含不同官能团的有机配体合成CAU-10-X的示意图［25］

图2 298K下CAU-10-X对水的吸附等温线［25］

苯环是一种常见疏水性官能团，其在骨架中的密度越高，MOFs 的疏水效果越明显。Zhu 等[26]以1,4-萘二甲酸代替对苯二甲酸作为配体，合成了与MIL(Cr)-101具有相似晶体结构的疏水性MOFs材料MIL(Cr)-Z1。在相对湿度为80%的环境中，分析两种MOFs 材料对水的吸附行为，发现MIL(Cr)-Z1对水的吸附量仅为MIL(Cr)-101 的13%，且水分子在该材料中的扩散速率明显变慢。这是因为萘环具有更强的疏水性，且对亲水位（金属中心）所产生的空间效应更大。Xie 等[27]采用4,4'-(苯-1,3-二取代基)二苯甲酸酯为配体与Zr4+合成了与水接触角高达145°的疏水材料BUT-66。其在相对压力接近0.9时，BUT-66的水的吸附量仅为5.7mmol/g，说明该材料具有强疏水性孔道和晶体表面。通过对BUT-66的晶体结构进行分析，发现该材料的1 个Zr6团簇在1个方向能与2个配体进行配位，从而使得材料中的苯环密度增加，提高了孔道的疏水性。

除苯环外，烷烃类、磷酸类、氟类等基团也具有较好的疏水性，以此作为有机配体可以得到疏水性 的MOFs 材料。Roy 等[28]在DMF/H2O 溶液中通过OPE-C18与ZnⅡ自组装形成了具有纳米晶体形貌的超疏水MOFs 材料Zn(OPE-C18)·2H2O(NMOF-1)，十八烷基链向外延伸出的1D Zn-OPE-C18链，通过周期性的排列降低了材料表面自由能，提高了材料的疏水性。Taylor等[29]以八乙基-芘-1,3,6,8-四磷酸为有机配体合成一种新型MOFs材料CALF-25，该材料孔内的乙基能有效产生动力学保护效应，从而提高材料的疏水性。Yang 等[30]研究两种含氟MOFs 材料FMOF-1 和FMOF-2，发现FMOF-1 在相对湿度100%时，也不会对水产生吸附，孔道内氟的存在使MOFs材料与水分子之间的相互作用力减弱是使材料具有较高疏水性的主要原因。之后Mukherjee等[31]以六氟化二羧酸脂为配体合成了与水接触角高达176°的超疏水性MOFs材料UHMOF-100。

疏水性官能团的链长及官能团的位置也会对材料的疏水性造成一定的影响。Li等[32]合成一系列用乙酸基、丙酸基、丁酸基和戊酸基修饰的bio-MOFs 命名为bio-MOFs-11-14，其晶体结构相似。链的增长不仅会增加空间位阻，而且孔内脂肪链的堆积也会增强孔的疏水性[33]。Ma 等[34]以4,4'-联吡啶、3,3'-二甲基-4,4'-联吡啶和2,2'-二甲基-4,4'-联吡啶为配体合成具有相似晶体结构的MOFs材料MOF-508、SCUTC-19 和SCUTC-18（见图3），通过对吸水后3种材料的TGA分析得到甲基修饰的两种材料较MOF-508疏水性有明显的提高，SCUTC-18的疏水性更好。通过对材料的结构分析发现甲基修饰的位置在邻位氮原子时，甲基处在Zn 中心附近能更好的屏蔽水分子靠近Zn 离子，从而降低对水的吸附，提高材料的疏水性。

图3 含不同配体的MOFs晶体结构示意图［34］

综上所述，配体的疏水性、疏水官能团的链长以及官能团的位置均会影响材料的疏水性。具体表现为引入官能团的位置越靠近配位原子，官能团的链越长其疏水性改善越明显。但是疏水性官能团位置太靠近配位原子，在进行MOFs的合成时，链太长会由于位阻的增加造成配位困难、结晶度降低，甚至会改变MOFs的晶体结构，因此寻找具有合适长度的及合适位置疏水性官能团非常关键。

2.2 配体后修饰

近年发展起来的后合成修饰法作为对已合成MOFs 进行进一步结构改造和修饰的策略，已被证明是有效的，同时也可解决常规方法无法直接合成MOFs 的难题。因此，利用MOFs 骨架中配体上的特殊位点，进行疏水官能团嫁接，改善主体骨架的疏水性成为化学家们研究的新目标。

Bernt 等[35]采用在MIL-101 的苯环上先引入硝基，再将硝基还原为氨基，然后利用氨基进一步与HCONHCH2CH3(-UR2)反应，得到MIL-101-UR2。Ko 等[36]不仅进行了上述的反应，同时还研究了向MIL-101 引入官能团HCOCHCHCOOH(-Mal)、H(CH2)3SO3H(-3SO3H)和 COOH，其合成路线如图4 所示。通过对材料的吸附等温线分析，引入-3SO3H 和 COOH 的材料在较低压力对水产生吸附，材料的亲水性增强；而通过材料的水蒸气吸附等温线得出-UR2和-Mal 的引入在低压下水的吸附量降低，材料的骨架疏水性增强，说明非极性官能团的引入可以提高材料的疏水性。这与采用含非极性官能团的配体和成MOFs 的疏水性增强结果一致。

Sun 等[37]采用2-乙烯-咪唑为配体合成了与ZIF-8 具有相似结构的ZIF-8-V，之后利用乙烯基与R SH（R = CF3(CF2)CH2）反应得到与水接触角高达173°的超疏水材料ZIF-8-VF。该材料即使在相对压力接近1时对水没有吸附作用。这是因为R基团的引入使材料的外表面被大量的全氟烷烃包覆，由于氟的超疏水特性，使材料形成1层超疏水层,有效阻止了水分子进入MOFs材料的内部。

图4 MIL-101及其衍生物的合成路线图［36］

在后合成修饰中，引入官能团的链长及连接方式也会对材料的疏水性能产生不同程度的影响。Nguyen 等[38]以IRMOF-3 和MIL-53(Al)为母体，利用母体上的—NH2进行酰胺化反应引入疏水性基团，从而提高其疏水性。引入的疏水性官能团主要碳直链、异丙基和亚丁基。对于碳数大于4的碳直链，随着链的增长疏水性不断提高，当碳链增加至6时其疏水性达到最大，与水的接触角由120°提高至130°，碳链继续增长会引起碳链官能团引入量减少，材料的疏水性不变甚至降低；而含有3个碳的异丙基的引入可使材料与水的接触角高达135°；但是对于含4个碳的亚丁基其引入率仅为88%，因此其与水的接触角仅为115°。

配体后修饰的方法，主要针对刚性框架的某个结构基元进行化学修饰。但常由于晶体结构复杂，难以精确控制官能团的引入，而且官能团的引入一般要进行反应条件苛刻的有机化学反应，对MOFs的化学稳定性要求较高。此外，由于MOFs孔尺寸的原因，一些较大官能团的引入也受到了限制。

3 疏水性物质的复合

将一些疏水物质（如碳材料、有机分子等）采用一定的手段与MOFs 材料进行复合，在保留MOFs 优异的物理化学性质的同时将其他物质的性质引入，亦能提高MOFs材料整体疏水性性能，拓展其应用范围。

3.1 碳材料的复合

碳材料是一种应用广泛的多孔材料，研究者针对碳材料与MOFs 材料复合的研究，成功地在MOFs 材料中复合了炭黑、石墨烯、碳纳米管等多种碳材料[39-43]。近几年，研究者开始在原有的理论基础上通过一定的手段得到疏水性碳材料与MOFs材料的复合材料。

Zu 等[44]在含氧化石墨的溶液中合成MOF-5 从而形成了复合材料MG，氧化石墨的加入，由于铜中心碳质组分的存在，提高了材料的疏水性。氧化石墨的含量对材料性能的影响较大，含量较小时疏水效果不明显，含量较高时会影响MOFs材料的晶型。Chen等[45]将Pt@UiO-66在氧化石墨烯(GO)溶液中浸渍得到Pt@UiO-66@GO，并利用抗坏血酸将材料上的GO还原得到Pt@UiO-66@rGO，并通过控制材料的还原程度调控其亲疏水性，Pt@UiO-66@rGO材料与水的接触角高达106°。

Meng 等[46]利用MOF-177 浸渍于富勒烯C60和金属富勒烯Sc3C2@C80的甲苯溶液中，从而将富勒烯及金属富勒烯封装的MOFs材料制得C60@MOF-177和Sc3C2@C80@MOF-177，合成过程由图5 所示。富勒烯与金属富勒烯引入到MOFs材料孔道内，极大的提高了材料的疏水性。

图5 C60@MOF和Sc3C2@C80@MOF合成示意图［46］

纳米碳点（CDs）是一种新型的碳纳米材料，Gu等[47]将MOFs材料浸渍在葡萄糖溶液中，碳化葡萄糖后制备出了CDs@MOF材料。虽然该作者没有对其亲疏水性进行研究，但纳米碳点具有尺寸小、易于官能化、亲疏水性可调[48]的特点，因此将纳米碳点与MOFs 材料进行复合具有提高MOFs 材料的疏水性的潜能。

3.2 有机物的复合

将高疏水性有机物与MOFs材料进行复合，利用有机物的疏水性可以提高材料的疏水性，其中复合的手段是该方法的关键所在。

Sun 等[49]利用十八烷基磷酸（OPA）的磷酸与Zr-MOFs（UiO-66、UiO-66-SO3H和PCN-222）形成较强的Zr—O—P 配位键，得到一系列具有与原始MOFs 相似晶体结构的OPA 接枝的MOFs 材料（OPA-MOFs）。OPA 仅仅接枝到MOFs 的表面，因此对MOFs的孔隙结构基本没有影响，而十八烷基具有较强的疏水性，使得OPA-MOFs 均为与水的接触角大于150°的超疏水材料。陈建东等[50]先利用聚二乙烯基苯（PDVB）与Zn2+形成配位，之后2-甲基咪唑与未形成饱和配位的Zn 离子进行配位，从而形成具有疏水性的材料ZIF-8/PDVB。Gamage等[51]将MOF-5 在纯聚苯乙烯中加热以使得聚苯乙烯均匀的接枝到MOF-5 的晶体中得到的MOF-5 与聚苯乙烯的复合材料（MOF-5-PS）。聚苯乙烯的接枝没有改变MOF-5 的晶体结构，而且可以通过调节反应时间控制MOF-5-PS的孔隙结构以及聚苯乙烯的含量。

Zhang 等[52]采用气相沉积的方法对MOFs（MOF-5、HKUST-1和ZnBT）均匀地涂覆1层聚二甲基硅氧烷（PDMS）。MOFs 材料在涂覆PDMS 后其比表面积和孔隙率近似100%保留，其与水的接触角增高至130°，疏水性显著提高。之后该课题组Huang 等[53]采用相同的方法在Pd/UiO-66 表面涂层PDMS（聚二甲基硅氧烷），不仅提高了其疏水性，还防止了Pd纳米粒子的聚沉，增加催化活性、提高回收率。

Yuan等[54]将MIL-101@Pt与[p-Br]4PFe和1,4-苯基二硼酸混合在一起，[p-Br]4PFe 和1,4-苯基二硼酸会发生铃木反应使聚合物包覆在MIL-101表面形成MIL-101@Pt@FeP-CMP。复合后的材料基本没有改变MIL-101的晶体结构，但是比表面积随着聚合物壳层的增加而降低，与水的接触角随着壳层的增加而增大，最大可高达122.9°，疏水性显著增加。

对于有机物与MOFs 材料的复合，采用接枝、气相沉积以及聚合包覆均能有效地提高MOFs材料的疏水性。但是对于有机物接枝到MOFs 材料上，要取决于有机分子与MOFs 材料之间的相互作用；而对于采用气相沉积法进行有机大分子包覆，该方法虽然适用于绝大多数的MOFs材料，但效率较低且材料包覆程度难以控制；对于采用类似于铃木反应在MOFs表面包覆一层疏水性聚合物的方法，其反应条件较为严格，不适合大规模生产。

4 其他制备方法

对于疏水性MOFs材料的开发，研究者发现通过控制材料的合成过程，也可以调控材料的亲疏水性。这种方式的调控主要利用两种手段即材料的外表面控制和非金属元素的掺杂。

4.1 外表面控制

Rao等[55]采用1,3,5-三(3-羧基苯)苯（H3BTMB）为配体合成了与水接触角高于150°的超疏水材料PESD-1。通过材料的形貌进行分析，发现其表面在纳米尺度上具有高度褶皱的芳香烃层，以此形成了低自由能表面，达到这种超疏水的性能。Zhang等[56]对亲水性的UiO-66-NH2通过用油-水相界面组装转化为疏水性的颗粒，与水的接触角由29°增加到90°。这种纳米粒子在界面处的修饰有利于粒子之间的紧密连接以及 COO-基团与Zr4+离子的配位，引起粒子表面上亲水基团的数量降低，从而使材料从亲水性转变为疏水性。此法改性出的材料，晶体结构、比表面积和孔体积基本没有变化，但纳米颗粒比原始多面体稍小且更平滑。

4.2 非金属元素的掺杂

与金属掺杂不同，非金属元素掺杂是在不改变金属离子簇结构的基础上替换离子簇上的O来提高材料的疏水性。Hu 等[57]先将多巴胺（DA）与ZrCl4混合在DMF 中，将混合物转移至球磨机中研磨10min，之后加入有机配体对苯二甲酸再研磨30min 得到取代金属团簇中的部分氧的N-配位UiO-66(Zr)材料（M-UiO-66(Zr-Nx)，x表示N 掺入的摩尔分数），由图6 所示。氮的掺杂不会引起材料晶体结构的变化，改性后材料的疏水性明显提高，M-UiO-66(Zr-N3.0)对水蒸气的吸附率仅为UiO-66(Zr)和UiO-66(Zr) NH2的79%和53%。这种疏水性提高的原因主要是N 的引入降低了Zr 的酸硬度，从而减少了UiO-66(Zr)与H2O 等硬碱的相互作用。

图6 机械化学法制备N-配位UiO-66(Zr)材料的原理图［57］

5 疏水性MOFs的筛选

迄今，已有超过40000多种MOFs材料被开发，如何高效筛选高疏水性的MOFs材料的研究已经成为人们关注的热点。目前，筛选疏水性MOFs材料主要通过实验及表征的方法进行，常用的手段主要有测试与水的接触角（θw）（θw＜90°为亲水材料、90°＜θw＜150°为疏水材料、θw＞150°为超疏水材料）、水的吸附等温线以及水蒸气与其他物质穿透曲线等[58-59]，但材料的合成及测试过程会造成大量资源与人力的浪费，因此采用计算机模拟等先进手段进行筛选，被认为是一种理想的方法。

对于大量材料的筛选，采用高通量筛选技术是较为合适的。Qiao等[60]采用分子模拟筛选优异的疏水性MOFs，基于水的亨利系数从6013种实验已合成的MOFs 中筛选出606 种疏水材料。Moghadam等[61]从137953 个假设的MOFs 数据库开始，采用Windom 的方法计算水亨利常数确定了45975 个疏水结构，同时利用GCMC 模拟筛选了2777 种疏水材料。通过该方法所筛选出的MOFs 吸水率不显著，进一步证实了采用此法从大量MOFs材料中筛选疏水性材料操作的可行性。对于具体MOFs材料的疏水性能的研究，可以利用模拟计算法分析材料的吸水位点。Zhao 等[7]采用Dual-Site Langmuir-Freundlich（DSLF）吸附等温线拟合水的吸附行为，探讨HKUST-1 对水的吸附机理，通过模拟出的水的吸附等温线结合材料的晶体结构进行分析得到对水的吸附位点主要为不饱和配位的Cu。

6 结语

近年来，疏水性MOFs材料所具有的独特优势逐渐展现，使其在油水分离、气体储存、自清洁以及液体弹珠等方面具有良好的应用。目前，研究者主要通过选择适当的原料直接合成疏水性的MOFs材料，或根据MOFs材料的特点选择适宜的改性方法合成疏水性MOFs 材料。虽然在疏水性MOFs 材料的制备方面已经取得了一定的研究进展，但是还存在一些亟待解决的问题：在直接合成疏水性MOFs 材料过程中，晶体结构不易控制且开发难度较大；对于配体后修饰的方法，合成条件较为苛刻，容易破坏MOFs材料结构；而疏水性物质复合的方法，复合物的引入会引起MOFs材料孔隙结构的变化。基于上述分析，本文作者认为今后应重点关注以下几个方面。首先，加强MOFs材料的构筑过程中金属与有机配体之间配位作用的研究，开发出新的调控配位方式的手段以增加配位的饱和状况，减少金属的暴露程度；其次，关注后合成修饰的主要作用机理，寻找温和的修饰条件避免MOFs晶体结构的破坏；最后，在疏水性材料的复合过程中，采用新的复合手段在提高材料疏水性的同时尽可能保留MOFs 材料的孔隙结构。因此，开发简单、绿色、廉价适应于大规模合成疏水性MOFs材料的方法，仍然任重而道远。