金属-有机骨架(MOFs)的最新研究进展

作为一种新型的多功能分子基材料,金属-有机骨架化合物因其有机-无机杂化特性、结构上的有序性和可裁剪性、微孔性、特殊的光电磁性质及工业上的潜在运用而备受关注。它作为多孔材料,与无机或有机的多孔材料相比具有特殊的优势,是目前新功能材料研究领域的一个热点。文中概述了近些年发展起来的新兴领域:金属-有机骨架薄膜,发光金属-有机骨架材料及纳米级金属-有机骨架材料,对它们的研究进展及设计合成进行了总结。     

载银金属-有机骨架抗菌剂的制备及其性能研究

本文采用水热法合成金属-有机骨架MOFs,以MOFs为载体,AgNO3为银源,通过离子交换法制备了载银金属-有机骨架抗菌剂MOFs-Ag.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等对其形貌和组成进行表征.以常见染料为模型,考察其在可见光下光催化降解性能,用生长曲线、抑菌环等方法来测试其抗菌性能.结果显示:该...     

金属-有机框架介导材料在多相催化中的应用

如今,95%以上化学产品都是通过催化过程制造的,研发出更高效的催化材料成为众多研究者努力的方向.金属-有机框架（MOFs）衍生的金属-有机框架介导结构（MOFMSs）保留了MOFs母体的大多数特性,如高孔隙率、结构可调性和高金属负载率等,为新型固体催化剂的合理设计提供了机会.根据金属节点对MOFs前驱体进行了分类,综述了MOFMSs在多相催化方面的最新进展,提出了MOFMSs未来研究的方向.     

液相外延法制备金属-有机骨架薄膜及其应用

金属-有机骨架化合物(MOFs)在微纳米器件、传感器、功能性涂膜和电催化等领域的应用通常要求MOFs生长于各种基底表面形成MOFs薄膜。近年来,制备MOFs薄膜的方法得到了极大的发展,其中液相外延法(LPE)结合自组装单分子层(SAMs)是目前制备高质量MOFs薄膜最重要的技术之一。总结了LPE与SAMs相结合的技术在制备厚度、形貌、晶体取向以及组分可控的MOFs薄膜方面取得的重要成果,介绍MOFs薄膜在气体选择性吸附、光伏器件和电子器件领域的应用。最后提出LPE法制备MOFs薄膜面临的问题以及今后的发展方向,以期MOFs在传感器、光电器件和电催化领域取得更多成果。     

锆基金属-有机骨架材料在异相催化中的应用

锆基金属-有机骨架材料(Zr-MOFs)具有优异的结构稳定性、高比表面积和孔道易于功能化等特点,被广泛应用于异相催化领域。从MOFs结构组成出发,简述了构建具有催化功能Zr-MOFs的4种策略,即构建不饱和Zr-Oxo节点、骨架侧链嫁接催化基团、后修饰法构筑催化基团和孔道负载客体活性物。讨论了不同位点构筑Zr-MOFs催化剂的优缺点,详细介绍了Zr-MOFs在有机催化反应中的应用。最后提出了Zr-MOFs催化剂面临的挑战及解决方案,以及对其进一步发展做出了展望。     

氨基修饰MIL-101金属-有机骨架化合物的制备、表征及其对Knoevenagel反应的催化性能

采用后处理法将氨基接枝到具有开放金属位的金属-有机骨架化合物MIL-101上,利用XRD、N2吸附—脱附、元素分析等手段对材料进行了表征,并考察了其对Knoevenagel反应的催化活性.结果表明,在不破坏母体骨架结构的同时,氨基被成功地引入MIL-101骨架结构中;氨基修饰的MIL-101对Knoevenagel反应具有很高的催化活性:当催化剂量为0.05 g、反应时间为1 h时,苯甲醛的转化率可以达到97%,并且材料在循环使用过程中不存在氨基流失的情况.     

异喹啉修饰金属有机骨架配合物的合成及其二氧化碳和碘的吸附性能

合成一种异喹啉修饰的金属有机骨架配合物[Cu₃(L)₃·2DMF]·2DMF,并通过元素分析、热重分析、红外光谱、 X单晶射线和衍射粉末X射线衍射对该配合物的结构进行表征.结果表明,该配合物具有{3,4,6}-连接的新型拓扑网络结构,可选择性分离甲烷中的CO₂,并对溶液中的碘有良好的吸附性能,最大吸附量达661.84 mg/g.     

金属有机骨架材料的合成及吸附性能的研究进展

文中简要概述了金属有机骨架材料的合成方法,以及近年来关于金属有机骨架材料在吸附性能领域上的研究进展,并对其技术创新及应用前景进行展望.     

金属-有机-金属电激发表面等离激元器件

在p型硅衬底上, 制备了金属-有机-金属(metal-organic-metal, MOM)电激发表面等离激元器件。器件结构是p-Si/Au/V₂O₅/NPB/Alq₃:DCM/Sm/Au, 掺杂DCM的Alq₃为发光层。高倍显微镜下, 器件侧面发光图像显示, 绝大部分光被限制在双金层结构波导中传播。采用微区共焦拉曼光谱仪, 分别测量了侧面出射的非偏振模式、TM模式和TE模式电致发光谱。TM模式强度约为TE模式强度的2倍。分析认为, 具有TM偏振特性的表面等离激元(surface plasmon polariton, SPP)在侧面电致发光中起重要作用。 发光体的能量耗散谱表明SPP模式能量约占总能量65%。利用时域有限差分法(finite-different time-domain, FDTD)对简化结构进行模拟, 得到了泄漏模和SPP模式的二维电场强度分布。     

金属有机骨架材料的应用研究

金属有机骨架(MOFs)是由含氧、氮等的多齿有机配体(大多是芳香多酸和多碱)与过渡金属离子自组装而成的配位聚合物,本文对该材料在气体吸附、电化学、催化、载药材料等方面的应用进行了介绍。     

纳米孔洞金属-有机骨架材料对o,p-苯二酚的选择性催化氧化

以不同孔洞尺寸及不同中心离子的纳米孔洞金属-有机骨架材料M_3(BTC)_2(H_2O)x(M=Cu~Ⅱ,Zn~Ⅱ,Co~Ⅱ,Ni ~Ⅱ,BTC=benzene tricarboxylic acid苯三甲酸)为催化剂,采用动力学方法,讨论其对p-苯二酚和o-苯二酚的选择性催化氧化性能.重点考察了催化剂孔洞尺寸,骨架中心离子,催化反应介质,反应温度对催化选择性的影响,以期对MOFs材料的选择性催化动力学方面有比较全面的认识.     

两种金属镉-有机骨架材料的合成、 结构表征及发光性能测试

将4,4′-三苯胺二甲酸(H₂L)和硝酸镉分别加入1,4-二(咪唑)苯(bimb)和1,4-二-(吡啶-4-甲氧基)苯(bpmb)中, 在水热条件下合成两种新型的金属镉有机 无机配位聚合物{［CdL(bimb)_0.5］·2H₂O}_n(1)和［Cd(HL)₂(bpmb)_0.5］_n(2). 利用X射线衍射（XRD）确定两种聚合物的结构, 用元素分析、 红外光谱(IR)、 热重(TG)和粉末X射线衍射(PXRD)等对其结构进行表征, 并在室温下测试两种配位聚合物的荧光属性. 实验结果表明: 配位聚合物1属三斜晶系, P1空间群, 其骨架为二维层状结构; 配位聚合物2属单斜晶系, C2/c空间群, 是由一维锯齿链通过氢键作用形成的3D超分子聚合物.     

基于β-环糊精的金属有机骨架材料的合成研究

采用蒸汽扩散法制备了新型的具有生物相容性的金属有机骨架化合物(Na-β-CD-MOFs),利用X-射线单晶衍射仪对Na-β-CD-MOFs结构进行检测并解析,分析表明该晶体属于单斜晶体,P21空间群,分子式为C₄₂H₇₆O₄₂Na,a=14.713 3(13)×10-10 m,b=15.314 8(13) ×10-10 m,c=15.016 9(13)×10-10 m,β=117.797(3)°,α=γ=90.000°,V=2 993.31(50) ×10-10 m³。然后通过XRD、SEM、FT-IR、TG进行表征,表明Na-β-CD-MOFs中保留了环糊精骨架,具有多孔道三维网状结构。     

金属-有机凝胶的制备、表征及应用

金属-有机凝胶(Metal-Organic Gel,MOG)是在超分子有机凝胶的基础上引入金属原子而形成的一种半固体状的软材料.这类材料在催化、气体吸附、化学传感器等领域具有潜在的应用价值.在文献调研的基础上,对金属-有机凝胶常用的制备、结构表征方法及其在催化领域的应用作了简要的综述,并对其应用前景进行了展望.     

金属有机骨架材料上气体吸附存储与分离的研究进展

对金属有机骨架(MOFs)材料的结构及合成方法做了简要概述;结合国内外研究现状详细介绍了MOFs材料在吸附存储与分离领域的研究进展,并对MOFs材料在该领域的应用进行了展望.     

金属-卤素骨架分子铁电体的研究进展

金属-卤素骨架分子铁电材料具备制备温度低、合成简单、结构可调等众多优点而受到大量科研工作者的关注。近年来,关于金属-卤素骨架分子铁电体的研究论文迅速增加,已成为当今国际上的热门研究领域。为了探索出具有高温相变的金属-卤素骨架分子铁电体,文章综述了纯有机与金属-卤素骨架分子铁电体的研究现状,为后续合成具有高居里温度的金属-卤素骨架分子铁电体提供依据与指导。     

金属有机骨架材料MOF-235的合成及其对甲基橙吸附性能的研究

对金属有机骨架材料MOF-235的合成、表征及其对甲基橙染料的吸附性能进行研究.采用水热法合成MOF-235材料,通过X-射线衍射、IR、SEM验证并表征其结构特点.运用动力学模型和热力学模型,研究MOF-235对甲基橙溶液的吸附性能.结果显示,该材料对甲基橙的吸附可在极短的时间内达到平衡,温度对吸附效果的影响不大.对实验结果进行吸附等温线和动力学方程拟合,结果表明,MOF-235材料吸附甲基橙的Langmuir等温方程拟合效果更好,吸附过程更符合二级动力学模型.     

铜和对苯二甲酸金属有机骨架材料绿色合成

采用以水为唯一溶剂的绿色路线合成了金属有机骨架(MOFs)材料.通过将羧酸类配体转化为水溶性铵盐配体,在水溶液中探索了金属有机骨架材料的绿色合成.以醋酸铜(Cu(OAc)2)和对苯二甲酸(H2BDC)甲胺盐在水溶液中反应,获得了化合物CuBDC-H2O.同时作为参照,以Cu(OAc)2和H2BDC在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和水的混合溶液中,获得了化合物CuBDC-DMF.通过粉末XRD、IR、SEM、TGA以及N2吸附测试等手段对两种产物进行了表征,结果显示经140℃真空热处理10h后,化合物CuBDC-DMF具有和在水溶液中直接获得的产物CuBDC-H2O相同的晶体结构及相似的性质,而且以水作为反应介质的新的合成路线具有便捷、快速、低成本及节约能源等特点.     

基于碱金属钾的β-环糊精金属有机骨架的合成研究

通过优化后的甲醇蒸汽扩散法合成了一种新型基于β-环糊精有机分子和碱金属(K＋)配位的金属有机框架(β-CD-MOF1),并进行了扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、粉末衍射(XRD)、热重(TG)表征;单晶X射线衍射分析表明β-CD-MOF1具有碗状孔隙和“8”型双通道三维构型,属于单斜晶系,P2₁空间群,分子式为C₄₂H₇₂O₄₀K,a＝15.233 0(11)×10－10 m,b＝10.600 4(8)×10－10 m,c＝20.301 4(14)×10－10 m,α＝90°,β＝108.739°(2),γ＝90°。β-CD-MOF1在保留了β-环糊精的空腔结构的基础上,由K—O键的配位连接形成了有序排列的三维多孔框架。β-CD-MOF1有望成为一种新型的多功能绿色晶体材料。     

烷烃在金属有机骨架MOF-5和Cu-BTC中吸附的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗方法(Monte Carlo,MC)研究烷烃在2种典型的金属有机骨架MOF-5和Cu-BTC(BTC,均苯三甲酸)中的吸附.模拟298K下烷烃(CH4、C2H6、C3H8、正丁烷、正戊烷)在MOF-5和Cu-BTC中单组分吸附等温线,结果表明:随着压力的增加,烷烃的吸附量变大.在低压部分,吸附量由小到大的顺序是:CH4、C2H6、C3H8、正丁烷、正戊烷;而在高压部分,吸附量由小到大的顺序是:正戊烷、正丁烷、C3H8、C2H6、CH4.分析烷烃在MOF-5和Cu-BTC中的位置分布,得到烷烃在MOF-5和Cu-BTC中填充顺序:在MOF-5中,烷烃首先吸附在金属氧化物团簇Zn4O周围,然后进入孔道中间;在Cu-BTC中,烷烃首先吸附在四面体型的边孔道中,然后进入主孔道中.