化学的に不安定な挿入剤を使用した層状金属有機フレームワークの制御されたインターカレーションと化学剥離

秩序ある2次元（2D）金属製フレームワーク（MOF）ナノシートを作成することは、広範な関心を集めています。ただし、高収量で厚さを制御して、超極性2D MOFナノシートを合成することは依然として大きな課題です。この作業では、本質的に層状のMOF結晶からMOFナノシートを得るための新しいインターカレーションと化学剥離アプローチを示します。このアプローチには、2つのステップが含まれます。まず、層状のポルフィリニックMOF結晶は、金属ノードとの配位結合を通じて4,4'-ジピリジルジスルフィドでインターカレートされます。その後、ジスルフィド結合の選択的切断は、挿入されたMOF結晶の剥離を誘発し、個々の自立したMOFナノシートにつながります。この化学的剥離プロセスは、室温で効率的に進行して、全体の収量が約57％で超薄型（〜1 nM）2D MOFナノシートを生成できます。得られた超薄型ナノシートは、対応するバルクMOFと比較して、効率的ではるかに優れた不均一な光触媒性能を示します。

Creating ordered two-dimensional (2D) metal-organic framework (MOF) nanosheets has attracted extensive interest. However, it still remains a great challenge to synthesize ultrathin 2D MOF nanosheets with controlled thickness in high yields. In this work, we demonstrate a novel intercalation and chemical exfoliation approach to obtain MOF nanosheets from intrinsically layered MOF crystals. This approach involves two steps: first, layered porphyrinic MOF crystals are intercalated with 4,4'-dipyridyl disulfide through coordination bonding with the metal nodes; subsequently, selective cleavage of the disulfide bond induces exfoliation of the intercalated MOF crystals, leading to individual freestanding MOF nanosheets. This chemical exfoliation process can proceed efficiently at room temperature to produce ultrathin (∼1 nm) 2D MOF nanosheets in ∼57% overall yield. The obtained ultrathin nanosheets exhibit efficient and far superior heterogeneous photocatalysis performance compared with the corresponding bulk MOF.