二维金属有机框架（MOF）纳米材料，通过将MOF 材料与二维纳米结构的优势相结合，展现出了超高孔隙率、较大比表面积、显著增加的表面体积比以及高度暴露的金属和有机功能位点/表面等诸多独特性质。这些优异特质不仅可以改善MOF 的传质，而且能够强化微孔MOF 框架与客体分子间的相互作用，从而有利于MOF 在各种催化过程中实现增强的异质相互作用并表现出显著提升的活性。然而，二维MOF 纳米材料内部狭窄的微孔通道在一定程度上阻碍了反应底物（尤其是分子尺寸较大的底物）与MOF 骨架内活性位点之间的有效接触，继而导致了MOF 催化活性无法完全释放。

受多级孔材料的启发，将可定制的介孔或大孔引入二维MOF 纳米材料，有望进一步加快传质动力学，暴露出更多的可接触活性位点，进而有效提升其催化活性和整体利用效率。此前，关卜源教授课题组致力于设计和开发全新的多级孔MOF 合成方法学（如孔道诱导各向异性组装，多表面活性剂顺序组装等），实现了对表面活性剂-MOF 前驱体组装过程的精准控制，制备出系列具有不同复杂多级孔结构的MOF材料（ J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 16498–16507.; Nat.Commun. 2023, 14, 8062.; ACS Nano 2023, 17, 25061–25069.）。遗憾的是，由于已报道的合成方法存在局限性，且人们对多级孔MOF 材料的形成机制理解不够深入，目前尚难以实现对MOF 材料在特定维度上组装和生长的精确控制。因此，精准地合成具有高度可控的微孔/介孔/大孔的二维多级孔MOF 纳米片仍然是一项巨大的挑战。

在上述研究的基础上，关卜源教授课题组最近提出了一种巧妙的“硬”乳液诱导界面超组装策略，用于制备孔道高度开放，大孔/介孔尺寸可调，且厚度可控的二维UiO-66-NH2多级孔纳米片（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 18979–18988.）。该策略的独特之处在于，在适当的水包油乳液中，当温度低于油的熔点/凝固点时，油滴模板的几何形状将从传统的零维“软”液体球转变为二维“硬”固体薄片，从而得到二维“硬”乳液模板。随后，二维“硬”乳液表面的表面活性剂交换促进了MOF 在乳液模板表面的异相成核。原位形成的介观MOF 复合纳米颗粒作为结构基元，以松散堆积的方式在“硬”乳液表面进行界面超组装，最终形成具有微孔/介孔/大孔的二维多级孔MOF 纳米片。利用这一合成策略，通过改变金属氧簇和有机配体的种类，可以轻松地制备出其他不同种类的二维多级孔MOF 纳米片，这表明“硬”乳液诱导界面超组装是一种构筑二维多级孔MOF 的通用策略。得益于快速的传质和充分暴露的路易斯酸活性位点， 所制备二维多级孔UiO-66-NH2 纳米片在催化各种具有不同官能团和不同分子尺寸的环氧化物底物与CO2 环加成反应时，所得环状碳酸酯的产率均有明显提高，大大超过了传统MOF 微孔晶体的催化产率。

这一全新的通用合成策略为合理的设计和构筑具有独特理化性质的复杂二维多级孔MOF 纳米结构开辟了一条崭新的道路。

二维“硬”乳液诱导的界面超组装机制示意图