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1、第17卷第6期化學(xué)進(jìn)展Vol.17No.62005年11月PROGRESSINCHEMISTRYNov.,2005金屬有機(jī)骨架材料的合成及應(yīng)用＊魏文英方鍵孔海寧韓金玉常賀英(天津大學(xué)化工學(xué)院綠色合成與轉(zhuǎn)化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室天津300072)摘要金屬有機(jī)骨架(MOFs)材料是目前研究很熱的一種新功能材料。本文討論了金屬有機(jī)骨架材料的設(shè)計(jì)原理、制備過(guò)程、骨架結(jié)構(gòu)的影響因素以及骨架合成的發(fā)展?fàn)顩r,總結(jié)了金屬有機(jī)骨架材料在催化劑、氣體的儲(chǔ)存和分離方面的應(yīng)用,并對(duì)這種新型多功能材料在設(shè)計(jì)、合成與應(yīng)用中的廣闊前景做了展望。關(guān)鍵詞金屬有機(jī)骨架配位聚合物多孔材料催化劑氣體儲(chǔ)存分離中圖
2、分類(lèi)號(hào):O63;TB383文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1005-281X(2005)06-1110-06SynthesisandApplicationsforMaterialsofMetallorganicFrameworks＊WeiWenyingFangJianKongHainingHanJinyuChangHeying(KeyLaboratoryforGreenChemicalTechnologyoftheMinistryofEducation,SchoolofChemicalEngineering&Technology,TianjinUniversity,Tian
3、jin300072,China)AbstractMaterialsofmetallorganicframeworksisanewkindoffunctionalmaterialsbeinglargelyresearchednow.Theprinciplesofdesign,preparationprocess,thefactorseffectingonthestructureandthedevelopmentstatusofsynthesisformetallorganicframeworks(MOFs)arediscussed.Theapplicationsoft
4、henewkindofpoly-functionmaterialsintheaspectofcatalyst,gasstorageandseparationaresummarized.Inaddition,suggestionsoftheprospectivedesign,synthesisandapplicationsarepresented.Keywordsmetallorganicframework;coordinationpolymers;porousmaterials;catalysts;gasstorage;separation一、引言和尺寸,是沸石和分
5、子篩之類(lèi)的多孔材料所觀察不多孔材料領(lǐng)域突出的挑戰(zhàn)之一是設(shè)計(jì)和合成有到的。特殊結(jié)構(gòu)和高比表面積的物質(zhì)。在許多實(shí)際應(yīng)用金屬有機(jī)骨架(MOFs)是由含氧、氮等的多齒有中,如催化劑、分離和氣體的儲(chǔ)存等,這樣的材料都機(jī)配體(大多是芳香多酸和多堿)與過(guò)渡金屬離子自是非常重要的。對(duì)于無(wú)序的碳結(jié)構(gòu),最大的比表面組裝而成的配位聚合物。早在20世紀(jì)90年代中2-1[1][2]積是2030m·g,文獻(xiàn)報(bào)道的有序結(jié)構(gòu)沸石的期,第一類(lèi)MOFs就被合成出來(lái),但其孔隙率和化學(xué)2-1最大表面積是904m·g。隨著超分子配位化學(xué)和穩(wěn)定性都不高。因此,科學(xué)家開(kāi)始研究新型的陽(yáng)離金屬有機(jī)化合物直接組合化學(xué)
6、的發(fā)展,新型的多孔子、陰離子以及中性的配位體形成的配位聚合物。[3—6][8—15]材料開(kāi)始出現(xiàn)。Yaghi等設(shè)計(jì)并合成了一種金目前,已經(jīng)有大量的金屬有機(jī)骨架材料被合成,屬有機(jī)骨架多孔材料,由金屬與多齒型羧基有機(jī)物主要是以含羧基有機(jī)陰離子配體為主,或與含氮雜2-1組合而成,其比表面積已經(jīng)達(dá)到3000m·g。最環(huán)有機(jī)中性配體共同使用。這些金屬有機(jī)骨架中多[7]近,Yaghi等又進(jìn)一步合成了晶體Zn4O(BTB)2數(shù)都具有高的孔隙率和好的化學(xué)穩(wěn)定性。由于能控2-1(MOF-177),比表面積約4500m·g。多齒有機(jī)配制孔的結(jié)構(gòu)并且比表面積大,MOFs比其它的多孔材[1
7、6—21]體與金屬離子組合而成的骨架材料,產(chǎn)生了新一代料有更廣泛的應(yīng)用前景,如吸附分離、催化劑、[22][23]超分子多孔材料。這類(lèi)材料中的孔隙具有各種形狀磁性材料和光學(xué)材料等。另外,MOFs作為一收稿:2004年11月,收修改稿:2005年3月＊通訊聯(lián)系人e-mail:hanjinyu@eyou.com第6期魏文英等金屬有機(jī)骨架材料的合成及應(yīng)用·1111·[24][25]種超低密度多孔材料,在存儲(chǔ)大量的甲烷和氫有氧原子,容易形成氫鍵。然而,無(wú)機(jī)陰離子的缺點(diǎn)等燃料氣方面有很大的潛力,將為下一代交通工具是難以產(chǎn)生高度多孔的中性骨架。為了合成穩(wěn)定的提供方便的能源。中
