Vật liệu MOFs biến tính có chứa hỗn hợp các ion kim loại hoặc hỗn hợp phối tử hữu cơ tạo ra vật liệu mới với các tính chất dị thường. Do đó, MOFs đạt được nhiều triển vọng trong các ứng dụng trong lĩnh vực hấp phụ. Các tâm kim loại trong khung mạng dễ dàng bị thay thế đồng hình nhằm tạo ra các khuyết tật, có lợi trong hấp phụ. Ngoài ra, độ rộng vùng cấm của MOFs liên quan mật thiết đến khoảng cách HOMO – LUMO, có thể điều chỉnh bằng cách biến tính kim loại trung tâm hoặc cầu nối hữu cơ [28].
Thành công tổng hợp vật liệu biến tính phụ thuộc vào việc sử dụng các ion kim loại với cùng điện tích Coulombic, bán kính ion và đặc tính hóa học tương tự nhau để tăng cường sự đồng nhất của các ion kim loại khác nhau trong cùng một cấu trúc [29]. MM−MOF (mixed metal–MOF: MOF đa kim) với các trung tâm hỗn hợp kim loại có thể được hợp nhất thành một trung tâm kim loại với hai trạng thái oxi hóa khác nhau. Các MM−MOF ứng dụng trong quá trình oxi hóa phản ứng, trong đó cơ chế có thể liên quan đến sự dao động giữa hai trạng thái oxi hóa kim loại và oxi hóa hiếu khí. Trong MM−MOF, việc đưa kim loại thứ hai vào các nút có thể giúp cải thiện hiệu quả của việc chuyển điện tích từ trạng thái kích thích của cầu nối hữu cơ đến tâm kim loại hoặc cụm kim loại, tăng cường hoạt động xúc tác quang [30]. Trên thực tế, các trung tâm kim loại thứ hai có thể hoạt động như một trung gian điện tử mở ra con đường mới cho sự chuyển điện tử từ cầu nối sang cụm kim loại.
Trong nghiên cứu tổng hợp vật liệu biến tính Ni2+/Fe3+ MIL−88B(Fe), Đỗ Trọng Ơn cùng cộng sự đã chứng minh rằng sự hiện diện của cation kim loại thứ hai trong cấu trúc MOFs như một cách để cân bằng điện tích bù cho mạng tinh thể [31], [32]. Chiến lược giúp kiểm soát tốt hơn về độ xốp và diện tích bề mặt riêng của MOF bằng cách sử dụng các phối tử đơn giản (pyrazole, pyridine và bipyridine). Trong trường hợp không có phối tử kích thích, MM−MOF có thể ở dạng dày đặc mà không có độ xốp, trong khi sự ràng buộc của phối tử kích thích với các nút có thể mở cấu trúc và tạo độ xốp. Theo cách này, việc sử dụng các phối tử kích thích khác nhau về kích thước phân tử có thể dẫn đến độ xốp khác nhau. Các mức độ xốp khác nhau có thể được điều
chỉnh tùy thuộc vào sự lựa chọn phối tử kích thích. Vật liệu Fe2Ni-MIL−88B có độ xốp và diện tích bề mặt riêng lần lượt là (1120 m2.g-1 và thể tích lỗ xốp 448.10-3 cm3.g-1. Vì thế vật liệu dự kiến sẽ có ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực hấp phụ.