MOF合成与功能应用

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2021/6/271MOF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2021/6/272MOF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2021/6/273MOF合成配位化学——软硬酸碱规则构筑稳定MOFDaweiFeng,Hong-CaiZhou,*etal.Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,10307PCN―PorousCoordinationNetwork2021/6/274稳定MOF简介MIL-101系列ZIF-8系列PCN-222系列2021/6/275稳定MOF简介G.Férey,etal.Science

2005,309,2040-2042MIL-101对各种溶剂稳定，中性、酸性条件下水稳定。MIL―MaterialInstitutLavoisier2021/6/276稳定MOF简介ZIF-8ZeoliticImidazolateFrameworksOmarM.Yaghi*,etal.PNAS,2006,103,10186–101912021/6/277稳定MOF简介稳定的PCN-22X系列MOF2021/6/278MOF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2021/6/279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.2011,50,10344.2021/6/2710气体吸附、储存与分离CH4储存YangPeng,OmarK.Farha,*TanerYildirim,*etal.J.Am.Chem.Soc.2013,135,11887.2021/6/2711气体吸附、储存与分离CO2选择吸附与分离2021/6/2712气体吸附、储存与分离CO2选择吸附与分离2021/6/2713MOF的催化应用SatoshiHorike，JeffreyR.Long*.J.Am.Chem.Soc.2008,130,5854–5855Orange,green,gray,andbluespheresrepresentMn,Cl,C,andNatomsMn3[(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2021/6/2714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2021/6/2715构件纳米复合材料作为模板合成金属氧化物2021/6/2716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