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金属-有机骨架材料（MOFs） ——多孔材料家族的新成员 2 MOFs材料简介 制备方法 文献阅读 目 录 一 二 三 一 MOFs材料简介 3 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 4 MOFs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IRMOF-1 其表面积高，孔道结构规则，孔容积较大，表现出一定的储氢性能。 ..... 以八面体形式桥连自组装而成的微孔晶体材料 Zn4O（R1-BDC）  IRMOF 1 2 3 4 5 IRMOF 6  具有孔笼孔道结构的MOF材料 7 Cu-BTC:间苯三甲酸和硝酸铜在乙二醇/水的混合溶液中， 180℃下反应12h。 改变不同的有机配体，可以获得具有“孔笼-孔道”结构 的MOF材料。 具有孔笼孔道结构的MOF材料 8  MIL 最大的特点 MIL-53（Cr） MIL 结构 Cr(NO3)3·4H2O，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 MIL 10 呼吸现象 ④ CPL CPL 12 ⑤ ZIF 利用Zn（二价）或Co（二价）与咪唑体反应，合成出类沸石 结构的MOF材料 ZIF 14 二 制备方法 原位 溶剂热法 晶种法 微波法 分层法 …… 15 超声合成法 电化学合成 制备方法——溶剂热法/水热法 金属盐 有机配体 溶剂混合 一定温度（100-300℃）和自生压力下得到MOF晶体 16 晶体生长完美 设备简单 孔径的控制 制备方法——微波法 17 微波 快速结晶 电荷分布不均的小分子迅速吸收电磁波而使其产生高速转动和碰撞，从而极性分子随外电场变化而摆动并产生热效应，使反应物的温度在短时间内迅速升高。 在微波辅助下，可以在较低温度下，较为温和的条件，较短的时间内完成反应，晶体颗粒小。 18 制备方法——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 制备方法——超声合成法 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。 19 成核均匀，降低晶化时间，形成较小的晶体尺寸。 Phase 1 三 文献阅读 （一）磁性微球fe3o4的制备 （二）fe3o4@sio2的制备 20 fe3o4微球 HCL 超声分散10min，纯水洗涤三次 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 乙醇，水，洗涤，真空干燥 超声分散 （三）合成MIL-101 Cr(NO3)3 ·9H2O 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 混合均匀后密封装入不锈钢套内，烘箱中220℃反应8h 22 23 24 MOF-5的合成 Zn(OAc)2·2H2O溶解于DMF中，对苯二甲酸溶解在DMF中，超声溶解均匀 产物离心分离，DMF洗涤三次，静置，高沸点溶剂DMF从离心管顶部倒出，加入低沸点溶剂二氯甲烷，重复三次 真空干燥，将干燥好的粉末细细研磨过筛，取得粒径在50-75um的晶体粉末备用 27 谢谢！ 作品欣赏 谢谢观看！