The development in the field MOF materials is moving from the discovery of new structures toward applications of the most promising materials. In most cases, specialized applications require incorporation of functional chemical groups. This work is a systematic investigation of the effect that simple substituents attached to the aromatic linker have on the stability and property to the parent MOF. A family of isoreticular MOFs, based on the UiO-66 structure was obtained from the three different linker ligands H2N−H2BDC, O2N−H2BDC, and Br−H2BDC. The physicochemical and chemical investigation of these materials demonstrate that this class of MOFs retains high thermal and chemical stabilities, even with functional groups present at the linker units. The results demonstrate the possibility of incorporating active functional groups into the UiO-66 structure almost without losing its exceptionally high thermal and chemical stability. It has been established that the functional groups, at least in the amino functionalized UiO-66 sample, are chemically available as evidenced by the H/D exchange experiment, making the tagged UiO series MOFs very interesting for further studies within the field of catalysis.

Post-synthetic modification is a viable route for the introduction of surface sites with new chemical properties in metal–organic framework compounds. Herein we demonstrate that it is possible to perform covalent post-synthetic modifications of the UiO-66–NH2 MOF with four different acid anhydrides. FT-IR is employed to monitor the reactions and the extent of reaction depends on the bulkiness of the anhydrides. For the smallest one, acetic anhydride, 100% conversion to UiO-66–NHCOCH3 was observed.

High-resolution synchrotron radiation x-ray powder diffraction (HR-XRPD) combined with Hf $L$3-edge extended x-ray absorption fine structure allowed us to determine the structure of a Hf-UiO-66 metal-organic framework (MOF) showing that it is isoreticular to Zr-UiO-66 MOF [Cavka et al., J. Am. Chem. Soc. 130, 13850 (2008).]. Thermal gravimetric measurements (coupled with mass spectroscopy) and temperature-dependent synchrotron radiation XRPD proved the high thermal stability of the Hf-UiO-66 MOF. The Langmuir surface area (849 m${}^{2}/$g) combined with the high stability of the UiO-66 framework and with the high neutron absorption cross section of Hf suggest that among all microporous crystalline materials the Hf-UiO-66 MOF possesses the physical and chemical requirements for the interim storage of radioactive waste in a much safer way than is currently available. The first results proving the synthesis of a MOF material with UiO-66 topology realized by a B-containing linker are also reported, allowing a further improvement of the neutron shielding power of this class of materials.