MOFs材料介绍（课堂PPT）

1、金 属金 属 - - 有 机 骨 架 材 料 （有 机 骨 架 材 料 （ M O F sM O F s ） 多孔材料家族的新成员多孔材料家族的新成员2MOFs材料简介制备方法文献阅读目 录一二三3一 MOFs材料简介20世纪90年代中期，第一代MOFs材料被合成出来孔径和稳定性受到一定限制1999年，Yaghi等人合成具有三维开放骨架结构的MOF-5去除孔道中的客体分子后仍然保持骨架完整2002年，Yaghi科研组合成IRMOF系列材料实现MOF材料从微孔到介孔的成功过渡2008年，Yaghi研究组合成出上百种ZIF系列类分子筛材料金属离子有机配体配位自组装周期性网状骨架的多孔材料4MOFs

2、材料简介比表面积大孔道可调控可功能化气体储存吸附分离催化光学材料磁性材料药物传输 IRMOF由分离的次级结构单元【Zn4O】6+无机基团与一系列芳香羧酸配体最简单的为最简单的为IRMOF-1其表面积高，孔道其表面积高，孔道结构规则，孔容积结构规则，孔容积较大，表现出一定较大，表现出一定的储氢性能。的储氢性能。.以八面体形式桥连以八面体形式桥连自组装而成的微孔自组装而成的微孔晶体材料晶体材料 Zn4O（R1-BDC） IRMOF4 46 IRMOF7 具有孔笼孔道结构的具有孔笼孔道结构的MOF材料材料Cu-BTC:间苯三甲酸和硝酸铜在乙二醇间苯三甲酸和硝酸铜在乙二醇/水的混合溶液中，水的混合溶液

3、中，180下反应下反应12h12h。改变不同的有机配体，可以获得具有改变不同的有机配体，可以获得具有“孔笼孔笼-孔道孔道”结构结构的的MOF材料。材料。8具有孔笼孔道结构的具有孔笼孔道结构的MOF材料材料 MIL CrMIL结构结构Cr(NO3)34H2O，对苯二甲酸，氢氟酸和水按比例1:1:280合成的柔韧性，在外界因素刺激下，材料结构会在大孔和窄孔两种形态之间转变。其晶体由八面体的CrO4(OH)2和苯二羧酸在空间中相互桥连形成，并具有独特的一维菱形孔道结构呼吸现象呼吸现象10MIL呼吸现象 CPLCPL其中四个配位位置是金属和和吡嗪类羧酸配体连接而成的二维平面结构剩余的两个位置则是金属与

4、线性二齿有机配体形成，形成独特的层状结构12CPL ZIF利用Zn（二价）或或Co（二价）与咪唑体反应，合成出类沸石（二价）与咪唑体反应，合成出类沸石结构的结构的MOF材料材料14ZIF15二二 制备方法制备方法超声合成法电化学合成16制备方法制备方法溶剂热法溶剂热法/水热法水热法晶体生长完美设备简单孔径的控制17制备方法制备方法微波法微波法微波快速结晶电荷分布不均的电荷分布不均的小分子小分子迅速吸收迅速吸收电磁波而使其产电磁波而使其产生高速转动和碰生高速转动和碰撞，撞，从而极性分从而极性分子随外电场变化子随外电场变化而摆动并产生热而摆动并产生热效应，使反应物效应，使反应物的温度在短时间的温度

5、在短时间内迅速升高。内迅速升高。在微波辅助下，可以在较低温度下，较为温和的条件，较短的在微波辅助下，可以在较低温度下，较为温和的条件，较短的时间内完成反应，晶体颗粒小。时间内完成反应，晶体颗粒小。18制备方法制备方法晶种法晶种法反应条件温和，生成较好的单晶，便于单晶结构解析缺点：时间长，且需反应物在室温条件下溶解性好。通过蒸发或冷却化合物大的饱和溶液，生成单晶通过蒸发或冷却化合物大的饱和溶液，生成单晶19制备方法制备方法超声合成法超声合成法 超声合成在于能使溶剂中不断地形成气超声合成在于能使溶剂中不断地形成气泡的产生，生长和破裂，即形成声波空穴。泡的产生，生长和破裂，即形成声波空穴。成核均匀，

6、降低成核均匀，降低晶化时间，形成晶化时间，形成较小的晶体尺寸较小的晶体尺寸。20Phase 1三三 文献阅读文献阅读（一）磁性微球（一）磁性微球fe3o4的制备的制备（二）（二）fe3o4sio2的制备的制备fe3o4fe3o4微球微球HCL加入乙醇，水混合溶液加入氨水超声均匀后加入硅酸乙酯机械搅拌超声均匀超声均匀乙醇，水，洗涤，真空干燥超声分散超声分散 （三）合成（三）合成MIL-101Cr(NO3)39H2O苯二甲酸加至聚四氟乙烯反应釜加入水，氢氟酸产物经DMF回流12h，10000rpm离心5min，弃上液，乙醇洗涤数次，离心，干燥混合均匀后密封装混合均匀后密封装入不锈钢套内，烘入不锈钢套内，烘箱中箱中220220反应反应8h8h222324 MOF-5的合成的合成Zn(OAc)22H2O溶溶解于解于DMF中，对苯中，对苯二甲酸溶解在二甲酸溶解在DMF中，超声溶解均匀中，超声溶解均匀产物离心分离，产物离心分离，DMFDMF洗涤三次，静洗涤三次，静置，高沸点溶剂置，高沸点溶剂DMFDMF从离心管顶部从离心管顶部倒出，加入低沸倒出，加入低沸点溶剂二氯甲烷，点溶剂二氯甲烷，重复三次重复三次真空干燥，将干燥真空干燥，将干燥好的粉末细细研磨好的粉末细细研磨过筛，取得粒径在过筛，取得粒径在50-75um的晶体粉的晶体粉末备用末备用