MOF合成與功能應用

MOF合成與功能應用盧磊磊、周宇、劉恒劼徐海群、周玉曉、胡應立、錢飛進1精選課件MOF簡介MetalOrganicFramework主要特點：1）結晶本性——結構可確定、孔均一性2）可設計的豐富的結構類型3）可調節(jié)的化學多功能性4）低密度、永久孔洞、超高的比表面積5）可功能化的孔空間2精選課件MOF合成豐富多變的可設計配體：含羧基配體含氮配體不同功能的金屬離子3精選課件MOF合成配位化學——軟硬酸堿規(guī)則構筑穩(wěn)定MOFDaweiFeng,Hong-CaiZhou,*etal.Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,10307PCN―PorousCoordinationNetwork4精選課件穩(wěn)定MOF簡介MIL-101系列ZIF-8系列PCN-222系列5精選課件穩(wěn)定MOF簡介G.Férey,etal.Science

2005,309,2040-2042MIL-101對各種溶劑穩(wěn)定，中性、酸性條件下水穩(wěn)定。MIL―MaterialInstitutLavoisier6精選課件穩(wěn)定MOF簡介ZIF-8ZeoliticImidazolateFrameworksOmarM.Yaghi*,etal.PNAS,2006,103,10186–101917精選課件穩(wěn)定MOF簡介穩(wěn)定的PCN-22X系列MOF8精選課件MOF功能應用主要應用：氣體儲存與分離催化傳感作為載體或模板構筑新材料藥物運輸9精選課件氣體吸附、儲存與分離目前常壓儲氫記錄：吸附焓：3~10kJ/mol太低，導致常溫儲氫能力弱。吸附作用位點：不飽和金屬配位中心，苯環(huán)等。KrautscheidH.etal.Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,10344.10精選課件氣體吸附、儲存與分離CH4儲存YangPeng,OmarK.Farha,*TanerYildirim,*etal.J.Am.Chem.Soc.2013,135,11887.11精選課件氣體吸附、儲存與分離CO2選擇吸附與分離12精選課件氣體吸附、儲存與分離CO2選擇吸附與分離13精選課件MOF的催化應用SatoshiHorike，JeffreyR.Long*.J.Am.Chem.Soc.2008,130,5854–5855Orange,green,gray,andbluespheresrepresentMn,Cl,C,andNatomsMn3[(Mn4Cl)3(BTT)8(CH3OH)10]2(1;H3BTT)1,3,5-benzenetristetrazol-5-yl)反應活性中心為配位不飽和的Mn2+I和Mn2+II位（lewis酸性位點）尺寸選擇效應：增大反應物分子，活性降低，說明反應發(fā)生在孔內硅氰化反應14精選課件構件納米復合材料直接碳化，形成多孔碳材料利用MOF孔洞形成碳納米管15精選課件構件納米復合材料作為模板合成金屬氧化物16精選課件總結合作前景：MOFs的合成與性能研究是多學科交叉的前沿研究，其內容涉及無機化學、材料