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MOF合成与功能应用 卢磊磊 周宇 刘恒劼徐海群 周玉晓 胡应立 钱飞进 MOF简介 MetalOrganicFramework主要特点 1 结晶本性 结构可确定 孔均一性2 可设计的丰富的结构类型3 可调节的化学多功能性4 低密度 永久孔洞 超高的比表面积5 可功能化的孔空间 MOF合成 丰富多变的可设计配体 含羧基配体含氮配体不同功能的金属离子 MOF合成 配位化学 软硬酸碱规则构筑稳定MOF DaweiFeng Hong CaiZhou etal Angew Chem Int Ed 2012 51 10307 PCN PorousCoordinationNetwork 稳定MOF简介 MIL 101系列 ZIF 8系列 PCN 222系列 稳定MOF简介 G F rey etal Science2005 309 2040 2042 MIL 101 对各种溶剂稳定 中性 酸性条件下水稳定 MIL MaterialInstitutLavoisier 稳定MOF简介 ZIF 8 ZeoliticImidazolateFrameworks OmarM Yaghi etal PNAS 2006 103 10186 10191 稳定MOF简介 稳定的PCN 22X系列MOF MOF功能应用 主要应用 气体储存与分离催化传感作为载体或模板构筑新材料药物运输 2020 3 16 10 可编辑 气体吸附 储存与分离 目前常压储氢记录 吸附焓 3 10kJ mol太低 导致常温储氢能力弱 吸附作用位点 不饱和金属配位中心 苯环等 KrautscheidH etal Angew Chem Int Ed 2011 50 10344 气体吸附 储存与分离 CH4储存 YangPeng OmarK Farha TanerYildirim etal J Am Chem Soc 2013 135 11887 气体吸附 储存与分离 CO2选择吸附与分离 气体吸附 储存与分离 CO2选择吸附与分离 MOF的催化应用 SatoshiHorike JeffreyR Long J Am Chem Soc 2008 130 5854 5855 Orange green gray andbluespheresrepresentMn Cl C andNatoms Mn3 Mn4Cl 3 BTT 8 CH3OH 10 2 1 H3BTT 1 3 5 benzenetristetrazol 5 yl 反应活性中心为配位不饱和的Mn2 I和Mn2 II位 lewis酸性位点 尺寸选择效应 增大反应物分子 活性降低 说明反应发生在孔内 硅氰化反应 构件纳米复合材料 直接碳化 形成多孔碳材料利用MOF孔洞形成碳纳米管 构件纳米复合材料 作为模板合成金属氧化物 总结 合作前景 MOFs的合成与性能研究是多学科交叉的前沿研究 其内容涉及无机化学 材料化学 有机化学以及物理化学等多
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