金属有机框架化合物

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金属有机框架物在电化学中的应用

金属有机框架物在电化学中的应用

吴义春金属有机框架物在电化学中的应用1.3金属有机框架物的特性7一金属有机框架物与有机化合物、无机化合物之间主要区别是分子中存在着金属一碳键,由此产生了一系列的特性。

(1)许多金属有机框架物化学性质活泼,一些惰性分子也可能与金属有机框架物反应。

(2)许多金属有机框架物对空气敏感,在空气中迅速氧化甚至自燃,遇水迅速水解甚至发生爆炸,这就必须在隔绝空气的条件下处理。

(3)许多金属有机框架物的热稳定性较差,容易发生热分解,应尽量在较低的温度下合成,使用并保存在低温冰箱中。

(4)配位不饱和的金属有机框架物遇到有配位能力的溶剂会与之配位;配位跑和的金属有机框架物业可能与有配位能力强的溶剂发生配体交换,对在溶液中研究金属有机框架物带来不便。

所以,应尽量避免使用含官能团、有配位能力的有机溶剂,而首选无配位能力的烃类。

(5)金属有机框架物中的金属会对化合物波普性质产生不同程度的影响。

1.4金属有机框架物的结构亮点1.4.1次级构筑单元(SBU)●卜…l。

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≮、、◇\o68‘0·Q(a)(b)(c)Fig.1.1SBUscommonlyoccurringinmetalcarboxylates(a)thesquare“paddlewheel”,(b)theoctahedral“basiczincacetate”cluster,and(c)thetrigonalprismaticOXO-centeredtrimer(blue:metalions,black:carbon,andred:oxygen).次级构筑单元控制金属有机框架物的拓扑结构(图1.1)。

金属有机框架物的设计和合成在很大程度上依赖于次级构筑单元的几何结构,化学属性和作链接作用的有机配体。

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金属有机框架化合物的合成研究

金属有机框架化合物的合成研究

金属有机框架化合物的合成研究摘要:随着时代的发展,金属有机框架化合物被应用于荧光、催化、质子导体、药物运输等多个领域,且为满足不同行业的需求,相关专家局学者仍基于现状在对其合成进行研究,力求进一步提升其功能的多样性。

本文就主要对现阶段金属有机框架化合物的合成进行研究,以供参考。

关键词:金属有机框架化合物;常规合成;绿色合成引言:金属有机框架化合物具有一定的潜力,而想要合成金属有机框架化合物,就需采用科学可行的方法。

就目前情况而言,这些方法可简单分为两种,一为常规合成法,二为绿色合成法。

就常规合成法而言,包括溶剂热法、微波合成法、电化学合成法等;就绿色合成法而言,需对溶剂、金属盐、配体进行优化,下列就其合成进行了深入探究,旨在为相关工作人员带来启发。

1.金属有机框架化合物概述金属有机框架化合物简单来说就是将有机配体当做连接体,将金属离子或簇当做节点,借助配件进行组装,使其形成具有周期性结构的配位化合物。

该材料具有较强的应用价值,所以,相关专家及学者就该材料进行了深入研究,且应用了较多先进技术,如计算机技术、仿真技术等,使得大量结构新颖的金属有机框架化合物被设计合成出来。

与传统的多孔材料相比,该材料具有结构、功能可设计、调控的优势。

因此,目前该材料已被应用于荧光、催化、质子导体、药物运输等方面。

2.金属有机框架化合物的常规合成2.1溶剂热法最常见的金属有机框架化合物的合成方法为溶剂热法。

其简单来说就是按照一定比例在相应溶剂中放置金属盐、配体,在三者完全混合后,将其移至密封反应器中,通过调制温度、时间使其在相应条件下发生反应。

通常情况下,其温度需处于100℃~500℃之间,其反应时间为12至48小时。

通常情况下,其温度处于,通过自组装并析出晶体得到的产物。

与其他方法相比,该方法具有可全部溶解、分解常温下的微溶物质或不溶物质,确保反应物之间可以得到充分接触,尽量缩短反应时间,并提高金属有机框架化合物晶体质量。

金属有机框架化合物应用于催化反应研究进展

金属有机框架化合物应用于催化反应研究进展

金属有机框架化合物应用于催化反应研究进展田玉雪;许佩瑶;汪黎东;郭祺;王光友【摘要】金属有机框架化合物(Metal-organic frameworks,MOFs)是一种新型有机骨架材料,具有高的表面积和孔隙率,而且多孔框架结构丰富、可控性强,在催化领域具有较大的应用潜力.综述了MOFs催化剂具有的结构特点,并根据MOFs材料的催化方式总结了其在催化方面的相关应用,探讨了MOFs在实际催化应用中的性能优势及可能存在的问题,并对MOFs材料在催化领域中的应用前景做了展望.%Metal-organic frameworks(MOFs)is a new type of organic skeleton materials,it has high sur-face area and high porosity.The porous frame structure of MOFs is rich and controllable,it provides a new research direction in catalytic applications.This paper summarizes the structure characteristics of MOFs catalyst,according to the catalytic way of MOFs materials summed up its related applications in catalysis, discussed the performance advantages and potential problems of MOFs in the practical catalytic applica -tion,and prospected the application of MOFs materials in the field of catalysis.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)004【总页数】3页(P810-812)【关键词】金属有机框架化合物;催化剂;催化反应【作者】田玉雪;许佩瑶;汪黎东;郭祺;王光友【作者单位】华北电力大学环境科学与工程学院环境工程系,河北保定 071003;华北电力大学环境科学与工程学院环境工程系,河北保定 071003;华北电力大学环境科学与工程学院环境工程系,河北保定 071003;华北电力大学环境科学与工程学院环境工程系,河北保定 071003;华北电力大学环境科学与工程学院环境工程系,河北保定 071003【正文语种】中文【中图分类】TQ016.1;O627;O643.32金属有机框架化合物(Metal-organic frameworks,MOFs)是由金属离子或金属离子簇作为节点,多配位点的有机配体作为连接点组合成的具有特殊网络拓扑结构的功能材料,又称多孔配位聚合物。

金属-有机框架的发展和应用

金属-有机框架的发展和应用

金属-有机框架的发展和应用摘要:近年来,由于金属-有机框架(MOFs)材料特殊的结构使得其在气体储存、催化活性、离子交换、磁性材料、分子和光学性能等方面的潜在用途,MOFs的设计与合成吸引了大家的注意力。

当前,已有很多用于制备多种金属-有机框架(MOFs)的方法和相关理论。

本文主要介绍了MOFs的研究进展、应用,概述了MOFs未来的趋势。

关键词:金属-有机框架,发展,应用Abstract: In recent years, the design and synthesis of Metal-Organic Frameworks (MOFs) have attracted great interest due their potential use as gas storage, catalysis activity, ion exchange, magnetism, molecular, and optical properties. Currently, varied methods and theories have been used for the formation of metal-organic frameworks (MOFs). This paper mainly introduces the development and application of MOFs, and the future tendency.Keyword: Metal-Organic Frameworks; Development; Application1绪论金属-有机框架材料(Metal Organic Frameworks,MOFs)又叫金属有机配位聚合物(Metal Organic Coordination Polymers,MOCPs)已经成为一种新型的功能化晶体材料。

它是由有机桥连配体同过配位键的方式将无机金属中心(金属离子或者金属离子簇)连接起来形成无限延伸的网络状结构的晶体材料。

伽马环糊精金属有机框架相对分子质量

伽马环糊精金属有机框架相对分子质量

伽马环糊精金属有机框架相对分子质量伽马环糊精金属有机框架(MOF)是一类具有微孔结构和高比表面积的化合物,由金属离子和有机配体组成。

它们在气体吸附、储氢、催化和药物输送等领域具有潜在的应用价值。

相对分子质量(Molecular Weight, MW)是一个重要的物理性质,它对于MOF材料的合成、表征和应用都具有重要意义。

一、伽马环糊精金属有机框架的定义伽马环糊精金属有机框架是一种由金属离子和有机配体构筑而成的微孔晶体。

金属离子通常是过渡金属离子,如铜离子、锌离子、铬离子等,有机配体则是含有酸性官能团的有机分子,如羧酸、吡啶等。

通过配体的配位作用,金属离子和有机配体形成了多种不同的结构,具有丰富的化学和物理性质。

二、伽马环糊精金属有机框架的相对分子质量伽马环糊精金属有机框架的相对分子质量是由其组成单元的金属离子和有机配体的相对分子质量之和组成的。

由于MOF材料具有多种不同的结构,因此其相对分子质量也存在较大的差异。

一般来说,伽马环糊精金属有机框架的相对分子质量较大,通常在数千至数十万之间。

三、伽马环糊精金属有机框架的物理性质与相对分子质量的关系伽马环糊精金属有机框架的相对分子质量与其物理性质有着密切的关系。

一般来说,较大的相对分子质量意味着较大的晶胞体积和较多的微孔结构,这对于气体吸附和分离具有重要意义。

较大的相对分子质量也意味着较高的比表面积和孔径,这对于催化和储氢等应用具有重要意义。

四、伽马环糊精金属有机框架的合成与应用目前,关于伽马环糊精金属有机框架的合成方法和应用研究已经取得了一系列重要进展。

通过热力学方法和溶液合成方法,可以制备出具有不同结构和性质的MOF材料。

对于伽马环糊精金属有机框架在气体吸附、储氢和催化等领域的应用研究也取得了一系列重要的成果。

五、个人观点和总结从讨论伽马环糊精金属有机框架的相对分子质量,可以看出它对于材料的性质和应用都具有非常重要的影响。

在今后的研究中,我们可以进一步深入探讨伽马环糊精金属有机框架的结构与性能之间的关系,探索更多新的合成方法,并加大在能源、环境和医药等领域的应用研究,以促进其在实际生产中的应用。

金属有机化合物的合成方法及应用

金属有机化合物的合成方法及应用

金属有机化合物的合成方法及应用摘要:金属有机骨架(Metal-organic Frameworks,MOFs)材料是目前受到广泛关注的一种新功能材料,具有特殊的拓扑构造、内部排列的规那么性以及特定尺寸和形状的孔道,而且制备MOFs的金属离子和有机配体的选择范围非常大,经常具有不饱和配位的金属位和大的比外表积,这在化学工业中有着广阔的应用前景。

本文介绍了金属有机骨架材料的构造、合成方法及应用。

关键词:金属有机骨架;配位聚合物;合成方法;应用一、前言1.金属有机的简介金属有机骨架(MOFs)材料是由含氧或氮的有机配体与过渡金属连接而形成的网状骨架构造。

也可称为:金属—有机络合聚合、配位聚合、有机一无机杂化材料等。

最近十多年,羧酸配体与金属配位形成的新颖构造大量出现,MOFs这一术语使用越来越多。

越来越多。

MOFs主要是通过金属离子和有机配体自组装的方式,由金属或金属簇作为顶点,通过刚性的或半刚性的有机配体连接而成。

由配位基团包裹金属离子而形成的小的构造单元称为次级构造单元。

在MOFs合成中,利用羧酸与金属离子的键合,将金属离子包裹在M—O—C形成的SBU构造的中心,这样有利于骨架的延伸以及构造的稳定。

MOFs是一类具有广泛应用的新型多孔有机—无机杂化固体材料。

和无机分子筛相似,MOFs具有特殊的拓扑构造、内部排列的规那么性以及特定尺寸和形状的孔道。

但在化学性质上,MOFs不同于无机分子筛,其孔道是由金属和有机组分共同构成的,对有机分子和有机反响具有更大的活性和选择性。

而且,制备MOFs的金属离子和有机配体的选择范围非常大,可以根据所需材料的性能,如孔道的尺寸和形状等,选择适宜的金属离子以及具有特定官能团和形状的有机配体。

另外,MOFs的制备简单,一般采用一步合成法,即金属离子和有机配体自组装而成,不用进展交换处理,故比沸石等材料的合成更容易一些。

因此它作为一种新型的多孔材料已经成为材料化学领域中的一个研究热点[1]。

金属有机框架化合物的研究状况

金属有机框架化合物的研究状况

金属有机框架化合物的研究状况一、本文概述金属有机框架化合物(Metal-Organic Frameworks,简称MOFs)是一类由金属离子或金属离子簇与有机配体通过配位键自组装形成的多孔晶体材料。

自上世纪九十年代以来,MOFs因其独特的结构特性和广泛的应用前景,吸引了全球化学和材料科学领域的广泛关注。

本文旨在全面综述MOFs的研究状况,包括其合成方法、结构特性、性能优化以及在气体存储与分离、催化、传感器、药物递送等领域的应用。

本文将首先回顾MOFs的发展历程,分析其在不同阶段的标志性成果和对科学界的影响。

随后,将详细介绍MOFs的合成策略,包括水热/溶剂热法、微波辅助法、机械化学法等,并探讨各种方法的优缺点。

在此基础上,本文将进一步分析MOFs的结构特点,如孔径、比表面积、孔道形貌等,以及这些结构特性如何影响其性能。

接下来,本文将重点讨论MOFs的性能优化策略,包括通过后合成修饰(Post-synthetic Modification, PSM)和混合配体法等手段调控其结构和功能。

还将探讨如何提高MOFs的稳定性,以扩展其在实际应用中的使用寿命。

本文将概述MOFs在各个领域的应用现状,特别是其在气体存储与分离、催化、传感器和药物递送等领域的最新进展。

通过分析这些应用案例,我们可以更好地理解MOFs的潜力和挑战,以及未来可能的发展方向。

本文旨在全面梳理MOFs的研究状况,以期为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示。

二、金属有机框架化合物的研究历史和发展金属有机框架化合物(Metal-Organic Frameworks,简称MOFs)作为一种新型多孔材料,自上世纪90年代初期诞生以来,便引起了科研工作者们的广泛关注。

MOFs的研究历史和发展轨迹,既是一段探索未知的科研之旅,也是材料科学领域不断创新和突破的重要篇章。

早期的研究主要集中在探索MOFs的合成方法和结构特点上。

研究者们通过精心设计和合成,成功制备出了多种具有不同孔径、形状和功能的MOFs材料。

金属有机框架物简介

金属有机框架物简介

金属-有机框架化合物简介金属-有机框架化合物(Metal-Organic Frameworks,MOFs)通常是指以有机配体为连接体(linkers)和以金属离子或簇为节点(nodes),通过配位键组装形成的具有周期性结构的配位化合物。

由于MOFs材料在荧光、催化、气体吸附与分离、质子导体、药物运输等方面具有潜在的应用价值,近十几年来,发展非常迅速,大量结构新颖的MOFs被不断的设计合成出来。

随着现代配位化学和晶体工程的发展,MOFs之间的键合作用已经不再仅局限于配位键作用,还囊括了其他作用力,比如:氢键作用,范德华力,芳香环之间的π-π作用等。

这些丰富的作用力使得MOFs结构和功能更加多元化、复杂化。

近几年来,计算机技术和仿真技术被应用到MOFs的研究中,在它们的帮助下,越来越多的新型MOFs材料不断的被合成出来。

与传统的多孔材料相比,MOFs材料的优势在于结构和功能的可设计性和调控性。

在理想情况下,通过合理设计配体和选择金属离子构筑的次级构建单元(SBUs),就可以合成目标结构和功能的MOFs。

虽然,目前每年有很多结构新颖性能特别的MOFs被合成报道,然而,在很多情况下,看似合理的设计,却很难实现。

这与MOFs的自主装过程有关。

在MOFs的合成过程中,除了配体和金属离子的影响外,还有其他的影响因素,比如:反应温度、溶剂、pH值、压力、配体和金属盐的比例与浓度等,每一个反应条件的改变,都有可能影响MOFs 的自主装过程,从而影响MOFs的结构,进而可能影响MOFs的性能。

总之,在通常情况下,根据金属离子构筑的SBUs和有机配体的几何构型可以预测MOFs最终的框架结构。

例如:平面方格结构可以通过4-连接平面构型SBU和直线型2-连接配体形成,如:MOF-118;类金刚石结构则可以通过四面体构型的4-连接SBU和直线型2-连接配体形成;立方结构框架则可以通过6-连接的SBU和直线型2-连接配体形成,如:MOF-5;T d八面体结构可以通过3-连接配体和轮桨状的4-连接SBU构筑,如:HKUST-1 (Figure1.1)。

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手性金属有机框架材料(MOFS)的研究
早在上个世纪90年代初期Hoskins 和Robson[1,2]已经开始研究金属有机框架化合物(其孔隙率和化学稳定性都不高)。

由于MOFS材料高的孔隙率,好的化学稳定性,可再生性,合成过程和仪器简单以及其迷人的框架结构,潜在的实用价值,使其受到了化学工作者的广泛关注。

在近十几年里已经成为化学学科中发展最快的领域(图1),不过由于结构表征以及性能测试方面的限制,增加了MOFS研究的一些难度,但这并不会影响他以后的发展,它仍然具有非常广阔的发展前景[3]。

1-12分别代表2000-2011年
所谓金属有机框架(metal-organic-frameworks)就是指由金属离子或金属簇与含有O、N 原子的有机配体(大部分是吡啶,芳香羧酸类的配体)自组装而成的具有周期性网络结构的配位聚合物[4],它与高分子聚合物,无机聚合物及碳基材料不同,它具有许多优点,一,由于是由有机配体和金属离子组成,所以它无形中将有机化学,无机化学,配位化学等多个学科联系起来;二,由于是晶体化合物,所以具有高度的有序性、良好的热稳定性及化学稳定性;三是结构能够具有高度的可设计性;四,通过对有机配体的修饰,可以对孔道及表面进行功能化修饰,使其能够满足选择性吸附、催化或实现多功能化[5];五,金属有机框架化合物的合成比较简单,金属与羧酸或氮杂环反应比较容易。

至今大多数MOFS使用的芳香族的羧酸都是多酸,它们的配位模式多种多样,由于反应过程中环境条件的不同,配位的方式也有所不同(图2:以联苯二酸为例)。

吡啶类的配位模式比较单一(4,4'-联吡啶),且配位能力与羧酸相比弱一些,构筑的框架结构热稳定性能比羧酸的差一些,因此很多框架材料是用羧酸和吡啶类的混合双配体来做的。

1是手性MOFS
2是所有的MOFS O O O O O O O O
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