MOFs材料介紹課件

1、金屬-有機(jī)骨架材料（MOFs） 多孔材料家族的新成員金屬-有機(jī)骨架材料（MOFs） 多孔材料家族的新成員MOFs材料簡介制備方法文獻(xiàn)閱讀目 錄 一 二 三2MOFs材料簡介目 錄 一 二 三2一 MOFs材料簡介20世紀(jì)90年代中期，第一代MOFs材料被合成出來孔徑和穩(wěn)定性受到一定限制1999年，Yaghi等人合成具有三維開放骨架結(jié)構(gòu)的MOF-5去除孔道中的客體分子后仍然保持骨架完整2002年，Yaghi科研組合成IRMOF系列材料實(shí)現(xiàn)MOF材料從微孔到介孔的成功過渡2008年，Yaghi研究組合成出上百種ZIF系列類分子篩材料金屬離子有機(jī)配體配位自組裝周期性網(wǎng)狀骨架的多孔材料3一 MOFs材

2、料簡介20世紀(jì)90年代中期，第一代MOFs材料MOFs材料簡介比表面積大孔道可調(diào)控可功能化氣體儲存吸附分離催化光學(xué)材料磁性材料藥物傳輸 4MOFs材料簡介比表面積大氣體儲存4 IRMOF由分離的次級結(jié)構(gòu)單元【Zn4O】6+無機(jī)基團(tuán)與一系列芳香羧酸配體最簡單的為IRMOF-1其表面積高，孔道結(jié)構(gòu)規(guī)則，孔容積較大，表現(xiàn)出一定的儲氫性能。.以八面體形式橋連自組裝而成的微孔晶體材料 Zn4O（R1-BDC） IRMOF12345 IRMOF由分離的次級結(jié)構(gòu)單元【Zn4O】6+無機(jī)基團(tuán) IRMOF6 IRMOF6 具有孔籠孔道結(jié)構(gòu)的MOF材料Cu-BTC:間苯三甲酸和硝酸銅在乙二醇/水的混合溶液中，18

3、0下反應(yīng)12h。改變不同的有機(jī)配體，可以獲得具有“孔籠-孔道”結(jié)構(gòu)的MOF材料。7 具有孔籠孔道結(jié)構(gòu)的MOF材料Cu-BTC:間苯三甲酸和硝具有孔籠孔道結(jié)構(gòu)的MOF材料8具有孔籠孔道結(jié)構(gòu)的MOF材料8 MIL 最大的特點(diǎn)MIL-53（Cr）MIL結(jié)構(gòu)Cr(NO3)34H2O，對苯二甲酸，氫氟酸和水按比例1:1:280合成的柔韌性，在外界因素刺激下，材料結(jié)構(gòu)會在大孔和窄孔兩種形態(tài)之間轉(zhuǎn)變。其晶體由八面體的CrO4(OH)2和苯二羧酸在空間中相互橋連形成，并具有獨(dú)特的一維菱形孔道結(jié)構(gòu)呼吸現(xiàn)象 MIL 最大的特點(diǎn)MIL-53（Cr）MIL結(jié)構(gòu)MIL呼吸現(xiàn)象10MIL呼吸現(xiàn)象10 CPLCPL由六配體

4、金屬元素與中性的含氮雜環(huán)的2，2聯(lián)吡啶，苯酚等配體配位而成其中四個(gè)配位位置是金屬和和吡嗪類羧酸配體連接而成的二維平面結(jié)構(gòu)剩余的兩個(gè)位置則是金屬與線性二齒有機(jī)配體形成，形成獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)，材料在吸附客體分子時(shí)，材料的晶體骨架結(jié)構(gòu)會在一個(gè)吸附臨界點(diǎn)發(fā)生明顯的膨脹，從而使孔道結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大的變化，且材料吸附客體分子能力會發(fā)生突變。 CPLCPL由六配體金屬元素與中性的含氮雜環(huán)的其中CPL12CPL12 ZIF利用Zn（二價(jià)）或Co（二價(jià)）與咪唑體反應(yīng)，合成出類沸石結(jié)構(gòu)的MOF材料 ZIF利用Zn（二價(jià)）或Co（二價(jià)）與咪唑體反應(yīng)，ZIF14ZIF14二 制備方法超聲合成法電化學(xué)合成15二 制

5、備方法超聲合成法電化學(xué)合成15制備方法溶劑熱法/水熱法晶體生長完美設(shè)備簡單孔徑的控制16制備方法溶劑熱法/水熱法晶體生長完美16制備方法微波法微波快速結(jié)晶電荷分布不均的小分子迅速吸收電磁波而使其產(chǎn)生高速轉(zhuǎn)動和碰撞，從而極性分子隨外電場變化而擺動并產(chǎn)生熱效應(yīng)，使反應(yīng)物的溫度在短時(shí)間內(nèi)迅速升高。在微波輔助下，可以在較低溫度下，較為溫和的條件，較短的時(shí)間內(nèi)完成反應(yīng)，晶體顆粒小。17制備方法微波法微波電荷分布不均的小分子迅速吸收電磁波而使制備方法晶種法反應(yīng)條件溫和，生成較好的單晶，便于單晶結(jié)構(gòu)解析缺點(diǎn)：時(shí)間長，且需反應(yīng)物在室溫條件下溶解性好。通過蒸發(fā)或冷卻化合物大的飽和溶液，生成單晶18制備方法晶種法

6、反應(yīng)條件溫和，生成較好的單晶，便于單晶結(jié)構(gòu)制備方法超聲合成法 超聲合成在于能使溶劑中不斷地形成氣泡的產(chǎn)生，生長和破裂，即形成聲波空穴。成核均勻，降低晶化時(shí)間，形成較小的晶體尺寸。19制備方法超聲合成法 超聲合成在于能使溶劑Phase 1三 文獻(xiàn)閱讀（一）磁性微球fe3o4的制備（二）fe3o4sio2的制備fe3o4微球HCL超聲分散10min，純水洗滌三次加入乙醇，水混合溶液加入氨水超聲均勻后加入硅酸乙酯機(jī)械攪拌超聲均勻乙醇，水，洗滌，真空干燥超聲分散20Phase 1三 文獻(xiàn)閱讀（一）磁性微球fe3o4的制備fe （三）合成MIL-101Cr(NO3)39H2O苯二甲酸加至聚四氟乙烯反應(yīng)釜

7、加入水，氫氟酸產(chǎn)物經(jīng)DMF回流12h，10000rpm離心5min，棄上液，乙醇洗滌數(shù)次，離心，干燥混合均勻后密封裝入不銹鋼套內(nèi)，烘箱中220反應(yīng)8h （三）合成MIL-101苯二甲酸加至聚四氟乙烯反應(yīng)釜加入222223232424 MOF-5的合成Zn(OAc)22H2O溶解于DMF中，對苯二甲酸溶解在DMF中，超聲溶解均勻產(chǎn)物離心分離，DMF洗滌三次，靜置，高沸點(diǎn)溶劑DMF從離心管頂部倒出，加入低沸點(diǎn)溶劑二氯甲烷，重復(fù)三次真空干燥，將干燥好的粉末細(xì)細(xì)研磨過篩，取得粒徑在50-75um的晶體粉末備用 MOF-5的合成Zn(OAc)22H2O溶解于D 固相萃取MOF-5粉末超聲分散在乙腈中制得MOF-5懸浮液懸