Vật liệu cacbon xốp có thể tổng hợp trực tiếp thông qua quá trình nung vật liệu khung cơ kim. Phương pháp này cung cấp một cách đơn giản nhưng hiệu quả cho các vật liệu xốp khác nhau thông qua nhiệt phân trực tiếp của tiền chất MOFs. Trong quá trình này, MOF thường được cacbon hóa dưới dạng trơ (chẳng hạn như Ar, N2) với sự bốc hơi tại chỗ. Theo một báo cáo gần đây, Jiang và cộng sự thu được cacbon xốp bằng cách nhiệt phân trực tiếp ZIF-8 để tạo ra cacbon xốp với diện tích bề mặt cao tới 3067 m2/g [33]. Có thể thấy rằng việc đưa furfuryl alcohol vào ZIF-8 tiếp tục cải thiện diện tích bề mặt của các nguyên tử cacbon (3405 m2/g). Ngay sau đó, Hu đã tổng hợp cacbon xốp có diện tích bề mặt cao hơn (5500 m2/g) thông qua sự nhiệt phân đơn giản của Al–PCP và sau đó loại bỏ các nguyên tử Al [34]. Đáng chú ý là các nguyên tử cacbon kết hợp với các dị thể (N, P, S) thường thu được thông qua nhiệt phân trực tiếp của MOF với các phối tử hữu cơ dị hợp tử hoặc/và các mối liên kết với các nhóm chức năng (–NH2, –SO3H). Sơ đồ chế tạo vật liệu xốp từ vật liệu tổng hợp MOF thông qua nhiệt phân Ngoài cacbon xốp, nhiều cấu trúc nano MO xốp, bao gồm oxit coban (Co3O4) [35], titanium dioxide (TiO2) [36], oxit sắt (FexOy) [37], kẽm hoặc đồng các oxit gốc (ZnO, CuOx) [38], cũng đã được tổng hợp thành công từ MOF với hình thái được bảo tồn một phần, thường thông qua nhiệt phân dưới không khí hoặc oxygen để loại bỏ cacbon.
Hai hoặc nhiều cấu trúc “lai” liên quan đến thành phần, thường là các oxit kim loại/kim loại với chất mang cacbon và các giống lai của các hợp chất dựa trên kim loại khác nhau có thể được tổng hợp dễ dàng. Các cấu trúc lai được điều chế thông qua cacbon hóa trực tiếp của MOF dưới môi trường khí trơ, tương tự như chế tạo các vật liệu xốp, mà không cần loại bỏ các kim loại. Ví dụ, vật liệu lai Cu@C được tạo ra từ nhiệt phân của HKUST-1 trong điều
kiện N2, thu được hình thái bát diện được giữ lại cho quá trình oxi hóa điện phân glucose[39].