【研究背景】
1、晶态多孔材料
以金属有机框架（MOF）、共价有机框架（COF）为代表的晶态多孔材料（CPMs），具备高比表面积、孔结构可调、框架可设计特性，2025 年 MOF 相关研究斩获诺贝尔化学奖，应用价值获全球认可。
2、传统合成瓶颈
水热/溶剂热等常规方法存在反应条件控制不精准、传质传热不均、微观结构不均一、批次差异显著的问题，无法稳定制备单分散纳米颗粒，限制实验室成果产业化。
3、微流控技术核心价值
微尺度空间操控流体，实现连续化、精准化合成，可定制材料尺寸、形貌、表面功能；结合原位显微镜，实时观测反应机理，解决传统合成痛点。
【文献导读】
近期，吉林大学李桂英教授、杨方教授团队发表综述，总结了MOFs/COFs的微流控合成与功能化的最新研究进展，梳理了其在生物医药、酶固定化及催化领域的应用，并探讨了该技术面临的关键挑战与未来发展方向，为推进纳米材料制备相关实验室研究的实际转化提供重要参考。该研究成果以“Microfluidic-based synthesis of crystalline porous materials represented by metal-organic frameworks and covalent-organic frameworks”为题目，发表在期刊《Chemical Engineering Journal》上。
【研究亮点】
重点阐述了依托微流控技术实现MOFs/COFs精准制备与结构定制的突破性进展。
通过对比不同微流控平台，揭示了各类合成策略的独特优势。
系统梳理了微流控合成的MOFs/COFs在多领域的应用布局。
深入探讨了各类微流控策略用于纳米材料合成的未来前景与现存挑战。
【主要内容】
该综述聚焦微流控系统在两类新兴晶态多孔材料（CPMs）——金属有机框架（MOFs）与共价有机框架（COFs）的快速合成及功能化中的应用与研究进展，突破了以往多数综述仅局限于单一材料类型或笼统概括合成方法的限制。
当前用于MOFs/COFs的微流控合成方法可大致分为液滴基体系与连续流体系两类。本文系统总结了被动式液滴生成机制（包括T型结、流动聚焦及共流结构），这类机制因结构简单、无需外置驱动装置且参数易于优化，构成了液滴微流控的核心技术基础。此外，文章还综述了连续流微反应器的相关进展——该类反应器凭借精准调控反应条件、可定向合成多种纳米结构材料的优势而发展迅速。
在相关研究与现有综述的基础上，该综述进一步聚焦合成-结构-性能的内在构效关系，深入阐述了微流控调控如何助力材料功能性能的提升。文章同时梳理了微流控合成的MOFs/COFs在生物医药、酶固定化及催化领域的应用，并分析了其优势与局限。最后，对微流控合成平台的未来发展方向进行了展望。
一张图读懂全文：
通道堵塞缓解策略
图1 三种典型的液滴生成方式。(A) T 型结；(B) 流动聚焦；(C) 共轴流聚焦。
图2 基于液滴微流控的 MOFs 与 COFs 合成及改性。(A) 基于液滴微流控的多种 MOFs 合成。(B) 双 T 型结微流控平台上 β- 酮烯胺连接型 COFs 的连续合成与功能化示意图。(C) 连续流液滴合成二维 MOF（MF-ZrBTB）纳米片的实验装置。(D) 集成定制化流动稳定器的水相液滴微流控 MOF 合成系统示意图。(E) 用于纳米 MOFs 合成及后合成改性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控芯片。(F) 基于球形微流控界面的中空 MOF 胶囊制备。(G) 具有多级孔结构的均一 HKUST-1 单晶微立方体合成示意图。
图3 基于连续流微流控的 MOFs 与 COFs 制备。(A) 连续合成 MF-COF-1 纤维的微流控装置。(B) 用于合成三维 COFs 的微流控装置示意图。(C) 采用三维连续流微流控装置，在不同流量比（FRR）和总流量（TFR）下合成的 COF-300（a–d）与 COF-320（e–h）的扫描电子显微镜（SEM）图像。(D) Y 型微流控芯片示意图。(E) 共流模式下 HKUST-1 生长过程中的微流控通道光学图像，显示含均苯三酸（H₃BTC）流体与乙醇流体的界面。(F) 微流控通道内蓝色区域、氧化亚铜（Cu₂O）及芯片外氧化亚铜的扫描电子显微镜图像。(G) 连续流与传统批次法合成 DAB-TFP 型 COF 的示意图。(H) 通过交变电场调控实现产物形貌实时控制的微流控平台。
图4 用于生物医药与催化应用的功能化 MOF/COF 材料的微流控合成。(A) 适配体修饰、包埋生物分子（牛血清白蛋白，BSA）的 BSA@ZIF-8 型 MOFs 的微流控制备。(B) MOFs 的连续流合成及其后续药物递送应用示意图。(C) 流量可控合成 ZIF-67 及双金属 Zn-ZIF-67 的微流控装置。(D) 基于微流控策略合成 MIL-88A 型中空 MOF 结构。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.175029
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