金属有机骨架材料(MOFs)
- 格式:ppt
- 大小:1.85 MB
- 文档页数:28


金属—有机骨架(MOFs)材料代表了一类杂合的有机—无机超分子材料,是通过
有机桥联配体和无机的金属离子的结合构成的有序网络结构。MOFs 呈现出目前最高的
比表面积,最低的晶体密度以及可调节的孔尺寸和功能结构,使 MOFs 可以实现一些特
殊的应用,包括气体的存储和分离,催化以及药物缓释等。通过在有机配体中引入功能
基团或者利用 MOFs 作为主体环境引入活性组分,合成功能化的 MOFs 材料,可以大大
拓宽其应用范围。-华南理工-袁碧贞
金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks MOFs)材料是利用含氧、氮等多齿有机
配体与金属离子通过自组装形成的具有周期性网络结构的一种类沸石材料
[1]。—华南理工-袁碧贞
MoF材料是由含氧!氮等的多齿有机配体(大多是芳香多酸和多碱)与过渡金
属离子自组装而成的配位聚合物,是一种比表面积大!孔隙率高!热稳定性好!
构型多样化的类沸石材料[22一],其发展历程大致可以分为三代12.]"如图1一1所示"
最早的MoF材料是由Kattagawa/J!组在20世纪90年代中期合成的,但其合成的材
料在客体分子去除后,骨架坍塌,晶体结构遭到破坏,未形成永久性的孔隙率"
这也是第一代MOF材料"随后科学家们开始研究新型的阳离子!阴离子以及中
性的有机配体链接形成的配位聚合物"第二代材料在客体分子移走后能够留下空
位形成永久性的孔隙率"MOF材料在受到压力!光!化学刺激或者除去溶剂分
子时,材料骨架的形状会发生变化,这就是第三代MOF材料"含有梭基的阴离
子配体和金属离子链接构成的MOF材料属于我们所说的第二代MOF材料,然而
含有氮杂环的有机中性配体构建的MOF材料属于我们所说的第三代MOF。——北化-安晓辉
金 属-有 机 骨 架 ( metal-organic frameworks,
MOFs) 材料是由金属离子与有机配体通过自组装过
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。
mofs金属有机骨架化合物
MOSF(Metal-Organic Framework)是一种由金属离子和有机配体构成的结晶材料,也被称为金属有机骨架化合物。它们具有高度可调性、多孔性和表面积大的特点,因此在气体分离、催化、储能等领域有广泛的应用。
历史上,MOSF最早是在20世纪50年代被发现的。当时,科学家们开始研究金属离子和有机配体的结合方式,以期获得新型的材料。但是由于技术限制和材料性质的复杂性,直到近年来才有了重大突破。
2003年,美国加州大学洛杉矶分校的Omar Yaghi教授和他的团队首次合成了一种MOSF材料,这个材料被称为MOF-5。MOF-5由Zn4O(COO)6和1,4-苯二甲酸构成,具有高度的孔隙度和表面积。这项研究成果被《科学》杂志评为2003年度十大科学突破之一。
自此之后,MOSF材料的研究进展迅速。科学家们不断地发现新的金属离子和有机配体的组合方式,创造出了越来越多种类的MOSF材料。例如,MIL-101、UiO-66、HKUST-1等,它们在气体分离、催化、储能等领域都有广泛的应用。
总之,MOSF材料的发展历史是一个不断探索、创新的过程。随着科学技术的不断进步,我们相信MOSF材料将会有更广泛的应用前景。
第25卷 第2期
Vol125 No12材 料 科 学 与 工 程 学 报
JournalofMaterialsScience&Engineering总第106期
Apr.2007
文章编号:167322812(2007)0220307206
金属-有机骨架(MOFs)多孔材料的孔结构调节途径
周元敬1,2,杨明莉2,武 凯1,2,鲜学福2
(1.重庆大学化学化工学院,重庆 400044;2.西南资源开发及环境灾害控制教育部重点实验室,重庆 400044)
【摘 要】 多孔金属-有机骨架(MOFs)材料是近年来发展起来的一种新型功能材料。本文系统综述了MOFs
孔结构的调节途径,包括构建分子调节、模板剂调节和反应环境调节控制。通过对有机配体的选择和修饰可调节
MOFs的孔结构和孔表面的物理化学性质;而选择具有不同配位构型的金属离子也可以改变MOFs的骨架结构;模
板剂通过控制骨架网络结构从而决定MOFs的孔径大小和形状;温度、溶剂等反应条件有时也会在一定程度上影响
聚合物的结构。
【关键词】 金属-有机骨架;有机配体;孔结构;调节
中图分类号:TQ050.4+3 文献标识码:A
ApproachestoAdjustPoreStructureof
PorousMetal2organicFrameworkMaterials
ZHOUYuan2jing1,2,YANGMing2li2,WUKai1,2,XIANXue2fu2
(1.CollegeofChemistryandChemicalEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China;
2.KeyLabfortheExploitationofSouthwesternResourcesandtheEnvironmentalDisasterControlengineering,
MinistryofEducation,Chongqing400044,China)