大孔金屬有機(jī)框架中的氣體吸附位置

近來(lái)金屬有機(jī)框架(MOFs)已成為一類(lèi)重要的多孔材料。MOFs材料不同尋常的低密度(1.00到0.20g/cm3)和高比表面積(500至4500m2/g)特性，使他們成為氣體(N2、Ar、CO2、CH4、和H2)存儲(chǔ)、分離材料的最佳選擇。1識(shí)別MOFs中氣體吸附的位置，這一點(diǎn)至關(guān)重要，它使得我們能夠微調(diào)這些位置的空間、電子結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)MOFs的最大存儲(chǔ)能力和選擇性研究方法：利用粉末X射線(xiàn)衍射(XRD)研究MOFs中氣體2

MOF-5的制備用硝酸鋅與對(duì)苯二甲酸在N,N二乙基二酰胺中的溶劑反應(yīng)制作3

MOF-5的熱重測(cè)試

在真空中穩(wěn)定4

向MOF-5中填充氣體

晶體樣品放在連接Ar或N2的氣體歧管的毛細(xì)管中。

在293和30K之間通過(guò)電荷耦合器件攝像機(jī)和一個(gè)開(kāi)放流的氦低溫恒溫器，收集單一的晶體衍射儀收集X射線(xiàn)衍射數(shù)據(jù)。5（C，黑，H，白色，O，紅色，Zn，藍(lán)）在30K區(qū)域近端的Zn4O（CO2）的6個(gè)單元。附近的Ar和N2原子的電子密度輪廓分別載于圖D和E。在293K細(xì)化的數(shù)據(jù)收集在沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的峰電子。密度的變化可歸于在骨架外區(qū)在這兩種情況下。圖B和C6730K時(shí)，吸附在MOF-5上Ar重要的原子間的距離8相同的吸附點(diǎn)在不同溫度吸附能力從XRD數(shù)據(jù)很容易地觀察的MOF-5吸附N2的位置不同溫度下，吸附順序站點(diǎn)的定性關(guān)系α(CO2)3》β(ZnO)3＞γ(ZnO)2＞δ(C6)≈ε(CH)29近期實(shí)驗(yàn) 4，4聯(lián)苯二甲酸（g） NaOH（0.5mol/l）/ml Cu Mn Co Cd 1

0.0609 10.0298 2 0.0605 1

0.031

有透明晶體3 0.0606

10.0377 4 0.061 1

0.0415

5 0.0387 10.0303 6 0.0398 1

0.0315 7 0.0396 1

0.035 8 0.0392 1

0.042

有晶體，量少

在CH3CN中 在CH3CN中 在CH3CN中 在CH3CN中 10 PTA（g） NaOH（ml）Co2+ Co2+(g) Cd2+（g） 1 0.016 2 0.0289 在CH3CN中2 0.0165 2 0.0143 在CH3CN中3 0.0161 2 0.0275 在CH3CH2OH中4 0.0164 2 0.0146 在CH3CH2OH中5 0.0167 2 0.0304 在CH3CN中6 0.0165 2 0.0152 在CH3CN中7 0.0156 2 0.0315 在CH3CH2OH中8 0.0164 2 0.0145 在CH3CH2OH中時(shí)間： 2013.3.4 NaOH加入量過(guò)多，無(wú)晶體產(chǎn)生 11 PTA+H2bpdc（g） NaOH(ml) Co2+（g） Cd2+（g） 1 0.0166+0.0240 0.8 0.0282 在CH3CN中2 0.0171+0.0241 0.8 0.0146 在CH3CN中3 0.0168+0.0255 0.8 0.0289 在DMF中4 0.0167+0.0238 0.8 0.0148 在DMF中5 0.0163+0.0243 0.8 0.0303 在CH3CN中6 0.0158+0.0246 0.8 0.0143 在CH3CN中7 0.0170+0.0236 0.8 0.0305 在DMF中8 0.0162+0.0238 0.8 0.0158 在DMF中時(shí)間： 2013.3.5 5中有透明針狀晶體 12精品課件！13精品課件！14 PTA+H2bpdc（g） NaOH(ml) Mn2+(g) Cd2+（g）1 0.0166+0.0240 0.8 0.0313 2 0.0161+0.0235 0.8 0.0155 3 0.0168+0.0241 0.8 0.0313 4 0.0167+0.0242 0.8 0.0159 5 0.0165+0.0234