MIL 系列MOFs 材料的应用研究进展
[摘 要]金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)材料是一种新型功能材料。MIL 系列材料作为MOFs 材料的典型代表之一，有着广泛的应用前景。文章讨论了MIL
系列材料在气体的储存和分离、多相催化、药物的存储和缓释以及光电磁等方面的应用，并对MIL 系列新型多功能材料研究的发展趋势进行了展望。
[关键词]MIL 系列材料；气体存储分离；储氢；催化剂；药物存储和缓释
金属有机骨架（Ｍｅｔａｌ－Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ，ＭＯＦｓ）材料是由含有氧／氮元素有机配体和过渡金属离子连接成的多维网状骨架材料，属于微孔或中孔材料［１］。它是以金属有机化学和超分子配位化学为理论，在金属磷化物和沸石的基础上快速发展起来的材料。由于其骨架结构、化学和物理性质独特，并具有广阔的潜在应用前景，而成为近２０年来多国研究人员的研究开发的热点之一。至今为止，研究人员已合成许多种ＭＯＦｓ材料，由于制备ＭＯＦｓ材料的有机配体与金属离子可按照材料官能团、孔道大小及形状等性能来选择，且有机连接配体通过离子键与四价金属离子在内的大多过渡金属元素相结合［２－３］，这使合成新的ＭＯＦｓ材料有无限种可能。通过调变金属离子与不同有机配体可络合成不同孔径、不同结构的ＭＯＦｓ材料，因而ＭＯＦｓ材料具有高孔隙率、结构有序、孔尺寸可控、强的化学稳定性和热稳定性等性能，使得它在气体吸附与分离、有机催化、传感器与驱动器、药物缓释、光学材料等方面都展示出了诱人的用前景。其中，MIL 系列材料是由法国凡尔赛大学Férey 教授课题组最先合成的，MIL 系列材料可分为两类，一类是镧系和过渡金属元素与戊二酸、琥珀酸等二元羧酸合成的；另一类是由三价的铬、铁、铝或钒等金属与对苯二甲酸或者均苯三甲酸等羧酸合成的。MIL 系列材料有着巨大的比表面积和稳定的结构特征，近年来受到了科研工作者的广泛关注。
金属有机骨架材料
金属有机骨架材料（Metal-Organic Frameworks, MOFs）是一种由金属离子或金属团簇和有机配体组成的晶态材料。它们以其巨大的表面积、多孔性和可调控性而受到广泛关注。
金属有机骨架材料的结构特点是由金属离子或金属团簇作为骨架连接节点，有机配体作为连接辅助剂，通过配体和金属之间的配位键连接形成三维结构。这种特殊的结构使得MOFs具有高度可调控性，可以通过合成不同的金属和配体来制备具有不同结构和性质的MOFs材料。
MOFs具有非常大的比表面积，可达到几百到几千平方米/克，远远超过传统多孔材料。这是由于其高度结构化的孔道和大量的微孔结构。这种特殊的结构使得MOFs具有出色的储气、储能和气体分离等领域的应用潜力。以气体分离为例，由于MOFs具有可调控的孔道尺寸和化学环境，可以通过选择合适的MOFs材料来实现对特定气体的高选择性吸附和分离。
另外，MOFs还具有较高的储氢能力和催化性能，因此在储能和催化领域也有广泛应用。MOFs的孔道结构可以实现高度集成和固定化的催化活性中心，从而提高催化反应效率。此外，MOFs还可以通过调节金属和配体的种类和比例来调控其催化性能，使其具备优异的催化活性和选择性。
此外，MOFs材料还广泛应用于氢气储存、吸附降解有害气体、药物递送、光电器件等领域。由于其多样的结构和功能，MOFs成为了材料科学和化学领域的研究热点，并在实际应用中取得了一些重要的突破。
总而言之，金属有机骨架材料作为一种新型晶态材料，具有巨大的表面积、多孔性和可调控性，可以应用于储气、储能、气体分离、催化、药物递送、光电器件等领域。随着对其研究的深入，相信MOFs将会在更多领域展现出其独特的优势和应用潜力。
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MOFs材料研究进展
作者：屈静 李秦伟
来源：《当代化工》2019年第04期 龙源期刊网 龙源期刊网
摘 ;;;;;要：金属有机框架化合物MOFs材料，由金属中心与桥连配体构成。构成框架的金属中心及有机配体同简单的配合物、高分子聚合物相比，有着非常显著的差异，因此，MOFs材料的物理化学性质根据金属中心和有机配体的变化而具有明显的多样性。概述了MOFs材料的产生过程，总结了MOFs材料的多孔性、大的比表面积、结构的多样性及具有不饱和金属配位点的特点，综述了其在燃气存储、荧光性能方面的研究进展，并概述了其在其他领域的研究进展。
关 ;键 ;词：MOFs; 多孔; 燃气; 荧光性能
中图分类号：TB383 ;;;;;;文献标识码： A ;;;;;;文章编号： 1671-0460（2019）04-0819-06
Abstract： Metal-organic frameworks， MOFs materials are composed of metal centers and
bridged ligands. The metal centers and organic ligands in the frameworks are significantly different
from those of simple inorganic complexes or organic polymers， therefore， the physical and
chemical properties of MOFs materials have obvious diversity according to the change of metal
centers and organic ligands. In this paper， the production process of MOFs materials was outlined.
金属骨架材料(mofs)的发展历程
金属有机骨架材料（Metal-Organic Frameworks，MOFs）的发展历程可以追溯到20世纪90年代末和21世纪初。以下是其发展历程的主要里程碑：
1. 1999年，Omar M. Yaghi教授团队首次合成了具有多孔结构的金属有机骨架材料。该材料由过渡金属离子与有机配体组成，形成一种网状结构。这一发现标志着MOFs领域的起步。
2. 在之后的几年里，研究人员陆续合成了多种不同结构和组分的MOFs。他们通过改变金属离子和有机配体的选择，探索出了一系列具有不同孔径、孔容和表面性质的MOFs。
3. 2004年，MOFs的应用潜力首次被发现。研究人员发现某些MOFs能够吸附和储存气体，如氢气和甲烷，因此引起了能源储存和气体分离领域的关注。
4. 随着时间的推移，研究人员对MOFs的合成方法进行了改进，并通过功能化、后修饰等方法来调节和增强MOFs的性能。这使得MOFs的应用领域愈加广泛。
5. 近年来，MOFs在多个领域的应用得到了迅速发展，包括气体储存、催化剂、传感器、分离膜、药物释放和环境污染治理等。MOFs的孔道结构和表面性质使其能够用于多种功能材料的设计和制备。
总结来说，MOFs的发展历程可以被描述为从最初的合成到功能调节的过程，其应用领域也在不断扩展。MOFs作为一种具有多孔结构和可调节性能的材料，在多个领域的应用潜力巨大，并持续受到研究人员的关注和探索。
