Do đặc tính siêu hấp phụ, MOF được dùng làm vật liệu tách lọc khí. Một hỗn hợp các khí trơ có thể được tách lọc riêng biệt khi cho hấp phụ liên tục qua vật liệu MOF tâm kim loại đồng CuBTC tổng hợp bằng phương pháp điện hóa. Một số vật liệu MOF có tâm kim loại chưa bão hịa liên kết phối trí (MOF-74, MOF-199), và vật liệu chứa nhóm chức amin (IRMOF-3) đã cho thấy khả năng hấp thụ rất hiệu quả phụ các chất gây ô nhiễm bao gồm SO2, NH3, Cl2, C6H6 và CH2Cl2.
Hiện nay các nghiên cứu nhằm ứng dụng MOF làm vật liệu chứa khí hydro, metan…dùng làm nguồn năng lượng tái tạo, nghiên cứu ứng dụng MOF dùng làm vật liệu bắt giữ khí thải, làm sạch mơi trường đang là hướng nghiên cứu chính dành được nhiều sự quan tâm nhất, đặc biệt là tại các phịng thí nghiệm tiên tiến trên thế giới.
1.2.2.2.2 MOF làm vật liệu xúc tác
Các nghiên cứu trong hơn 10 năm qua đã cho thấy việc sử dụng các vật liệu MOF làm chất xúc tác rắn là đặc biệt thú vị bởi vì kích thước lỗ rỗng và chức năng của khung cơ kim có thể được điều chỉnh được trong một phạm vi rộng thích hợp cho nhiều phản ứng cần xúc tác. Các đặc tính xúc tác của MOF khơng những liên
quan đến sự có mặt của khung với các cation kim loại hoặc nguyên tử kim loại, mà còn bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của các nhóm chức năng trên bề mặt bên trong của các lỗ rỗng, các kênh của MOF. Một số lĩnh vực ứng dụng của MOF trong xúc tác đang được đề xuất hiện nay như: gói các chất xúc tác trong khung phân tử; kết hợp quá trình xúc tác và phân chia hóa học, đưa các tâm kim loại xúc tác vào khung bằng quá trình sau tổng hợp (postsynthesis), xúc tác với độ chọn lọc sàng phân tử. Nghiên cứu việc nhúng các hạt nano Ru trong khung cơ kim loại MOF-5 đã được nghiên cứu bởi nhóm Schrưder, sau khi đưa tiền chất chứa Ru vào khung để tạo thành [Ru(cod)(cot)]3,5@MOF-5, quá trình thủy phân tiếp theo sẽ tạo ra các hạt nano Ru bên trong lỗ rỗng và thu được vật liệu Ru@MOF-5. Thử nghiệm sơ bộ q trình oxy hóa rượu dùng xúc tác Ru@MOF-5 cho thấy hạn chế ứng dụng xúc tác của MOF-5 khi sử dụng làm vật liệu nền do tính nhạy cảm với nước của nó [16].
Hướng nghiên cứu về ứng dụng xúc tác của MOF hiện nay và trong tương lai đang tập trung vào việc làm sáng tỏ liệu các tâm kim loại, các phối tử, kích thước hạt, hoặc một số kết hợp của các yếu tố này có thể cho phép tạo ra vật liệu MOF với tính chất xúc tác đặc biệt nào khơng.
1.2.2.2.3 MOF làm vật liệu huỳnh quang và cảm biến
Có thể định nghĩa MOF như là chất rắn siêu phân tử, người ta có thể tạo ra những cấu trúc đa dạng nhờ vào quá trình tổng hợp hữu cơ, đồng thời cấu trúc khơng gian của chúng là hồn toàn xác định. Việc sử dụng tiềm năng của MOF làm vật liệu phát quang đã thúc đẩy nhiều sự quan tâm nghiên cứu trong lĩnh vực này. Do bản chất cấu tạo của vật liệu MOF, các yếu tố tạo ra sự phát quang của MOF bao gồm: phát quang do bản chất ion kim loại, do ligand hữu cơ, do phân tử khách, và do sự tương tác của 3 yếu tố trên. Vì vậy, những vật liệu phát quang trên cơ sở MOF có thể được tổng hợp bằng cách kết hợp các thành phần gồm ion kim loại hoặc cụm kim loại phát quang, ligand hữu cơ, cũng như các phân tử khách hấp phụ vào trong khung. Các ion kim loại Lantan đã được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp MOF do sự đa dạng phối trí và khả năng phát quang tiềm năng của chúng. Nhóm Chandler đã báo cáo cách tiếp cận từng bước để tổng hợp một vật liệu MOF có các
đặc tính quang vật lý bằng cách sử dụng các kim loại nhóm Lantan trong khung