金属有机框架化合物HKUST-1的快速合成
简述MOFs材料及其几种制备方法
简述MOFs材料及其几种制备方法作者：郑浩天朱会荣来源：《科学与财富》2021年第04期摘要：本论文简要阐述了金属有机骨架材料（Metal-organic frameworks，MOFs）及其发展历程，介绍了几种典型的MOFs材料，总结了MOFs材料的几种不同的合成方法，同时也介绍了本课题组对于MOFs材料的一种绿色高效的合成路径。
关键词：金属有机骨架材料;固相法;电化学法;溶剂热法1. MOFs简介金属有机骨架（Metal-organic frameworks）也就是常說的MOFs负载材料，是近年来发展迅猛的一种纳米多孔晶体材料。
它是由多齿有机配体与过渡金属离子通过一定条件下的配位杂化作用而形成的多维网状结构的晶体1。
相对于传统的微孔和介孔材料，MOFs具有更优异的理化性质。
例如，规整的孔道结构，更大的比表面积、孔隙率以及可调控的功能化孔道结构。
MOFs材料在气体存储吸附、光电学、磁学性能、生物医学、催化等方面具有极大的应用潜能。
2. MOFs发展历程早在1706年，历史上的第一个金属有机配合物普鲁士蓝的发现开启了MOFs材料研究的大门，1972年，Lude确定了普鲁士蓝的结构，一种三维网状的配位聚合物1-2。
随后，A.F.Wells提出结构的概念，奠定了金属有机化合物的基础3。
1995年，美国O.M. Yaghi提出了选择适当的刚性有机配体与金属离子构筑微孔材料，这类材料可以吸附客体分子，并且在脱离客体分子后，骨架依然保持稳定4。
1999年，香港科技大学的Wiliams课题组合成了具有三维网状结构的HKUST-1材料5。
同年，另一具有里程碑意义的MOF-5被Yaghi小组通过对二甲酸和锌离子配位合成。
自此，MOFs材料开始在各个领域被研究者们进行了广泛的研究。
下面简要介绍下几种典型的MOFs材料。
（1）类沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）ZIFs通常是由咪唑配体与Zn或Co等金属离子配位而成的一种类似硅铝分子筛孔道结构的骨架材料，具有结构多样性和易功能化的特点。
一种基于金属有机框架的气体传感器
一种基于金属有机框架的气体传感器随着科学技术的不断发展，传感器已经成为现代工业中不可或缺的一个重要部件。
特别是在气体检测方面，传感器的应用越来越广泛，不仅适用于工业领域，而且还在其他领域（如医疗、环保等）得到了广泛的应用。
如今的气体传感器已经进化为多种类型，例如光学传感器、电化学传感器和纳米传感器等。
而一种基于金属有机框架（MOF）的气体传感器，便是当前研究领域中比较新颖、有前途的一种。
一、关于金属有机框架（MOF）金属有机框架是一种由金属离子和有机配体构成的多孔固体，具有特定的结构和化学稳定性。
MOF作为一种可人工设计的材料，与普通材料比较，其结构可自由调整，因此具有较高的控制度和适应性。
金属有机框架材料的合成方式多种多样，其中最常见的方法有氢键悬挂（HKUST-1），双三唑（DUT-23）和铯鎣（CsMOF-5）等。
二、关于基于金属有机框架的气体传感器金属有机框架具有特殊的物理和化学特性，因此它们非常适合用于气体传感器的制作中。
由于不同的气体与金属有机框架材料之间具有不同的反应，因此可以通过对反应产物进行分析，来检测出不同气体的存在。
基于金属有机框架的气体传感器具有下列优点：1. 灵敏度高金属有机框架中多孔结构生成了巨大的比表面积，因此可在较小的惰性气体量下实现高度灵敏检测。
2. 特异性高金属有机框架中的化学反应可提供气体的较好识别和分类。
3. 快速响应基于金属有机框架的气体传感器可以在数秒之内响应气体变化，从而具有较快的响应速度。
4. 高度选择性金属有机框架中，晶体可通过改变引入的金属离子和有机物质以及特定的热处理等方法，创造出不同的结构和物理化学性质，以实现对特定空气成分的选择性识别。
三、基于金属有机框架的气体传感器的应用1.工业应用基于金属有机框架的气体传感器在工业中的应用非常广泛，可用于检测有害气体（如甲烷、二氧化碳等）的浓度，从而保证工人的安全。
2. 环境监测基于金属有机框架的气体传感器不仅能够检测室内有害气体浓度，还可用于检测一些环境污染物，如甲醛、苯等，具有良好的环保应用前景。
模板法制备介微双孔HKUST-1材料
文章编号:１００１Ｇ９７３１(２０１５)１１Ｇ１１１１２Ｇ０６模板法制备介微双孔H K U S TＧ１材料∗郑丽明,朱智洪,孙惠惠,奚红霞(华南理工大学化学与化工学院,广州５１０６４０)摘㊀要:㊀以三嵌段共聚物P１２３作为模板剂,以正癸烷与T M B(１,３,５Ｇ三甲苯)作为扩孔剂,采用水热法,成功合成出了具有良好微孔与介孔结构的介微双孔H K U S TＧ１材料,并用X R D㊁N２吸附Ｇ脱附实验㊁S E M㊁T E M进行表征.同时考察模板剂含量,以及不同类型的扩孔剂对于介微双孔H K U S TＧ１材料孔结构及晶体形貌的影响.结果表明,加入模板剂P１２３可成功合成介微双孔H K U S TＧ１,T M B(１,３,５Ｇ三甲苯)扩孔剂起到较好扩孔效果,有助于合成具有大介孔孔容的介微双孔H K U S TＧ１.同时模板剂P１２３及扩孔剂的加入可调节H K U S TＧ１的晶体形貌,在适当条件下可能出现片状堆叠晶体.关键词:㊀H K U S TＧ１;介微双孔;模板剂;扩孔剂中图分类号:㊀O６４１;O６１４．１２１文献标识码:A D O I:１０．３９６９/j．i s s n．１００１Ｇ９７３１．２０１５．１１．０２４１㊀引㊀言金属有机框架材料(MO F s)是一种具有高比表面积㊁高孔隙率㊁孔径可调性及独特拓扑结构的多孔结晶材料[１Ｇ２],目前已在催化㊁吸附㊁传感㊁药物载体及气体存储等领域引起科学家的关注[３Ｇ７].然而大部分的MO F s都仅具有微孔结构[８Ｇ１０],小孔径使得大分子在MO F s材料中的扩散受到局限,从而限制了MO F s在大分子参与的催化㊁吸附等领域中的应用.这类扩散限制问题可以通过合成纳米级MO F s颗粒来解决[１１Ｇ１２],与纳米分子筛晶体相似[１３],这一方法也存在着难以分离等问题.另一种解决方法为合成介孔MO F s[１４Ｇ１５].介孔MO F s的合成方法有模板法㊁配体法㊁后合成法及合成条件调控法.其中模板法与配体法是更常用的两种方法.使用长配体是合成介孔MO F s最常见的一种方法.H２S D C(４,４ᶄＧ二苯乙烯二酸)[１６]㊁T A T A B(４,４ᶄ,４ᵡＧSＧ三嗪Ｇ１,３,５Ｇ三对氨基苯甲酸酯)[１７Ｇ１８]及B T A T B (４,４ᶄ,４ᵡＧ(苯Ｇ１,３,５Ｇ三(氮烷二基))苯甲酸酯)[１８]等动力学直径较大的配体均已获得成功的应用.相对于其它方法,长配体法不存在相分离的问题,且具有较好的可调控性,其缺点在于常伴随着框架相互连接及移除客体溶剂后骨架坍塌[１９].而另一种方法模板法如今越来越受到关注.目前已使用的模板剂多为软模板剂,包括C T A B/C A[２０]㊁C T A B/T M B[２１Ｇ２２]㊁嵌段共聚物[２３Ｇ２４]㊁NＧE t F O S O[２５]等.模板法具有比其它方法更强的可调控性.改变模板剂种类/含量㊁改变配体或金属盐含量等均能调节孔结构.值得注意的是,加入T M B(１,３,５Ｇ三甲苯)这类弱极性的物质作为助模板剂,可达到进一步扩孔的目的[２１],且合成材料的介孔结构较好㊁可重复性较强.同时,模板剂及这类扩孔剂对于MO F材料晶体形貌具有一定程度的影响[２２].然而,目前关于不同扩孔剂对同一种MO F孔结构及晶体形貌影响的报道至今还未出现.本文使用不同含量的P１２３三嵌段共聚物作为模板剂,同时分别加入T M B㊁正癸烷扩孔剂作为助模板剂,以适量醋酸控制MO F s框架的结晶速率,水热合成出同时具有介孔与微孔结构的介微双孔H K U S TＧ１,并用X R D㊁N２吸附Ｇ脱附实验㊁S E M㊁T E M等对样品进行表征,探究不同模板剂(包括不同模板剂含量及不同扩孔剂)对于介微双孔H K U S TＧ１材料孔结构及晶体形貌的影响.２㊀实㊀验２．１㊀介微双孔H K U S TＧ１的制备称取１．３０g C u(N O３)２．３H２O溶于１．９m L乙酸与１８m L乙醇的混合溶液中,置于烧杯１.另称取０．６５g P１２３溶于１８m L乙醇溶液中,待完全溶解后,将溶液倒入烧杯１中.搅拌２h后将０．２２１g H３B T C 加入混合溶液中,再搅拌２h,将混合溶液移入聚四氟乙烯罐中,在１２０ħ下加热１６h,冷却至室温得到固体蓝色产物.将产物过滤,以蒸馏水洗涤,１００ħ下以乙醇浸泡４次,每次１２h,从而除去模板剂P１２３与多余的杂质.产物过滤,真空干燥,得到目标产物介微双孔H K U S TＧ１,样品命名如表１所示.２．２㊀介微双孔H K U S TＧ１表征手段X射线衍射分析采用D８A d v a n c eXＧr a y D i f f r a cＧt o m e t e r进行测定,光源采用C u Kα射线(４０k V,４０m A,２θ为５~３０ʎ).N２吸脱附曲线在A S A P ２０２０M型快速比表面与孔径分析仪上完成,１５０ħ下预处理１０h.比表面积按照B a r r e t tＧE mm e t tＧT e l l e r２１１１１２０１５年第１１期(４６)卷∗基金项目:国家自然科学基金资助项目(２１１７６０８４)收到初稿日期:２０１４Ｇ０９Ｇ１１收到修改稿日期:２０１５Ｇ０１Ｇ２０通讯作者::奚红霞,EＧm a i l:c e h x x i＠s c u t．e d u．c n 作者简介:郑丽明㊀(１９８９－),女,福建连江人,硕士,师承奚红霞教授,从事多级孔道材料研究.(B E T )方法计算,孔容以及孔径分布按照B a r r e t t ＧJ o y n e r ＧH a l e n d a (B J H )模型计算.扫描电镜在J S M Ｇ６３３０F 型扫描电镜上完成,将研磨样品超声分散于乙醇溶液中,滴在干净锡箔纸上,然后抽真空镀金,使其导电进行观察.透射电镜在J E M Ｇ２０１０H R 型透射电镜上完成,电压为２００k V ,把样品在乙醇中超声分散,利用样品对电子的散射和干涉作用成像来进行观察.３㊀结果与讨论３．１㊀模板剂含量的影响３．１．１㊀模板剂含量对孔结构的影响根据加入P １２３的质量将样品命名为H １㊁H ２和H ３,如表１所示.表１㊀各样品与传统H K U S T Ｇ１的孔道性质T a b l e １T e x t u r a l c h a r a c t e r i s t i c s o f a l l s a m pl e s a n d t r a d i t i o n a lH K U S T Ｇ１材料P １２３/g 扩孔剂S B E T/m ２ g－１S L a n g m u i r /m２ g －１S M i c r o po r e /m２ g －１V t o t a l/c m３ g －１V m e s o/c m ３ g－１P o r e s i z e/n m H K U S T Ｇ１－－１１７０１５６０９８６０．５６０．０６６２．８９H １０．６５－１１３１１５０７９５００．６００．１３５３．８５H ２１．００－１２５３１６７０１１０６０．６６０．１５１４．１０H ３１．３０－１３９３１８４７１２４８０．７１０．１３９３．８４H ４０．６５TM B １０８２１４４２９０５０．５９０．１６３．９２H ５０．６５正癸烷１４５２１９３６１２９７０．７４０．１４３．６１㊀㊀图１为加入不同质量P １２３合成的各样品的广角X R D 谱图.在２θ＝５~３０ʎ范围内可观察到各样品均具有与传统H K U S T Ｇ１相对应的特征衍射峰,且各样品的衍射峰强度都很大,表明各样品均具有良好的微孔结晶框架.同时衍射峰的宽化表明样品中存在尺寸较小的纳米晶体颗粒.图１㊀不同质量P １２３合成样品的广角X R D 谱图F i g １X R D p a t t e r n so fa s Ｇs y n t h e s i z e ds a m pl e s w i t h d i f f e r e n tP １２３c o n t e n t 各样品利用H o r v a t h ＧK a w a z o e 方法拟合出的微孔孔径分布如图２所示,所有样品均存在与H K U S T Ｇ１一致的０．４６与０．６０n m 的微孔结构.图２㊀各样品微孔孔径分布图F i g ２M i c r o p o r e s i z e d i s t r i b u t i o n s o f a l l s a m pl e s 图３为加入不同含量P １２３各样品与相同方法合成的传统H K U S T Ｇ１样品的N ２吸脱附曲线和B J H 孔径分布.图３㊀不同含量P １２３样品N ２吸脱附曲线和孔径分布(H K U S T Ｇ１样品N ２吸脱附曲线下移５０c m ３/g )F i g ３N i t r o g e na d s o r p t i o n /d e s o r pt i o n i s o t h e r m s p o r e s i z e d i s t r i b u t i o n s o f a s Ｇs y n t h e s i z e d s a m pl e s w i t hd i f f e r e n tP １２３c o n t e n t (t h en i t r o g e na d Ｇs o r p t i o n /d e s o r pt i o ni s o t h e r m so fH K U S T Ｇ１i s v e r t i c a l l y o f f s e t b y ５０c m ３/g)如图３(a )所示,样品与传统H K U S T Ｇ１的N ２吸脱附曲线在较低相对压力下均显示为I 型吸附等温线,吸附量急剧上升且吸附量较大,表明３个样品均具有极其丰富的微孔结构.与传统H K U S T Ｇ１不同的是,H １㊁H ２和H ３分别在相对压力０．３５,０．４０,０．５０处出３１１１１郑丽明等:模板法制备介微双孔H K U S T Ｇ１材料现吸附滞后环,表明氮气在介孔中发生毛细凝聚,这是介孔材料在N ２吸脱附曲线中的典型特征,说明３个样品都具有介孔结构.B J H 孔径分布显示３个样品均存在２~５n m 的介孔结构.其中,H １样品在３．８５n m 左右存在较均一的介孔结构.由表１可见,随着模板剂含量的增加,比表面积及总孔容逐渐递增,且总孔容㊁介孔孔容及平均孔径均大于传统的H K U S T Ｇ１.表明加入P １２３对于H K U S T Ｇ１具有扩大孔径的作用.同时加入适量的P １２３有利于合成结构良好的介微双孔H K U S T Ｇ１.由图４可见H １样品的T E M 图,可明显地观察到H １样品具有大小较为均一的介孔分布,与B J H 孔径分布图相对应.表明通过该方法成功合成介微双孔H K U S T Ｇ１.图４㊀H １和H ４的T E M 图F i g ４T E Mi m a ge s o fH １a n dH ４３．１．２㊀模板剂含量对晶体形貌的影响图５显示为以P １２３为模板剂制备各样品的典型晶体形貌,保持其它合成条件不变,模板剂含量的不同直接影响H K U S T Ｇ１晶体形貌.传统H K U S T Ｇ１的晶体形貌如图５(a )所示,其具有形状大小均一的规则正八面体结构,表面光滑平整,晶体大小约１０~１５μm .当加入少量模板剂时,如图５(b )所示,H １样品显示为直径约２００~４００n m ㊁结构均一㊁且由弯曲条状相互交错形成的晶体形貌,晶体大小显著减小.随着模板剂浓度增加,H ２样品[图５(c )]的晶体大小及形状逐渐呈现不均一,与H ３样品的情况相似.晶体的生长速度是合成形态良好晶体至关重要的因素[２６],生长速度越慢,晶体形貌越规则.随着P １２３模板剂含量的增加,形成胶束数量增加,大量胶束占据溶剂中的空间,使得反应物接触加快,结晶速度加快,从而影响晶体形貌.同时如图５(d )所示,H ３样品中出现大量片状堆叠晶体结构,这类形貌的出现有利于提高分子在材料中的扩散速率,且增大外比表面积,暴露活性位点,有助于提高大分子参与的催化反应速率.图５㊀以P １２３为模板剂制备的H K U S T Ｇ１㊁H １㊁H ２和H ３样品的S E M 图F i g ５S E Mi m a ge s o fH K U S T Ｇ１,H １,H ２a n dH ３４１１１１２０１５年第１１期(４６)卷３．２㊀扩孔剂种类的影响３．２．１㊀扩孔剂种类对孔结构的影响T M B 与正癸烷作为两种极性极小的有机物,常被用作介孔材料合成的扩孔剂,二者都能够进入胶束内部,使得胶束直径增大,从而达到扩大孔径的作用.为了研究不同扩孔剂对于介微双孔H K U S T Ｇ１结构的影响,本文分别以T M B (１,３,５Ｇ三甲苯)和正癸烷作为扩孔剂,合成样品H ４和H ５.图６为加入不同扩孔剂合成各样品的广角X R D 谱图.如图６所示,在２θ＝５~３０ʎ范围内可观察到各样品均具有与传统H K U S T Ｇ１相对应的特征衍射峰,且各样品的衍射峰强度都很大,表明各样品均具有良好的微孔结晶框架.对比传统的H K U S T Ｇ１,两个样品的结晶度均有所降低,H ５样品具有更高的结晶度.图６㊀加入不同扩孔剂所合成样品的X R D 衍射图F i g ６X R D p a t t e r n so fa s Ｇs y n t h e s i z e ds a m pl e s w i t h d i f f e r e n t s w e l l i n g a ge n t s 图７显示为加入两种不同扩孔剂所得样品的N ２吸脱附曲线和B J H 孔径分布.加入T M B 与正癸烷两种扩孔剂后得到两个样品H ３和H ４,二者吸脱附曲线与H １样品相似,两个样品均具有微孔与介孔结构.B J H 孔径分布显示H ４在约３．５n m 处呈现较为集中的孔径分布,且介孔分布峰较H １样品有所增强.H ５样品２~３n m 处的介孔数量较多,介孔的有序度降低.由表１可得,H ３与H ４样品的介孔孔容均大于样品H １,其中H ４具有最大的介孔孔容.由图４可观察到H ４样品的T E M 图显示其具有大小及尺寸均一的介孔结构,与孔径分布结果相吻合.３．２．２㊀扩孔剂种类对晶体形貌的影响图８显示为加入不同扩孔剂制备的HK U S T Ｇ１样品的典型晶体形貌,保持其它合成条件与H １样品相同,扩孔剂的加入直接影响H K U S T Ｇ１晶体形貌.如图８所示,不同于H １样品的弯曲条状形貌,H ４与H ５样品总体呈现八面体形貌,两个样品晶体大小接近且较为均一,约２００~３００n m .然而不同于H １样品,加入扩孔剂T M B 与正癸烷后,两个样品均出现了与H ３样品相似的片状堆叠的晶体形貌,如图８(a )与(b )中插图所示.由于两种扩孔剂进入胶束内部,都能使胶束的直径增大,进而胶束占据空间增大,影响晶体生长,因此加入扩孔剂也可能产生不同形貌的晶体.图７㊀加入不同扩孔剂的样品N ２吸脱附曲线和BJ H 孔径分布F i g ７N i t r o g e na d s o r p t i o n /d e s o r pt i o ni s o t h e r m sa n d p o r es i z ed i s t r i b u t i o n so fa s Ｇs yn t h e s i z e ds a m Ｇp l e sw i t hd i f f e r e n t s w e l l i n g a ge n t s 图８㊀加入不同扩孔剂制备的H K U S T Ｇ１样品和H ４样品的S E M 图F i g ８S E Mi m a ge so fH K U S T Ｇ１a n d H ４w i t hd if f e r Ｇe n t s w e l l i ng a g e n t s ３．３㊀合成机理的简单探究使用P １２３作为模板剂,加入扩孔剂合成介微双孔H K U S T Ｇ１的过程如图９所示,其合成机理可能为首先,醋酸与C u ２＋反应生成C u ２(C H ３C O O )４金属簇;同５１１１１郑丽明等:模板法制备介微双孔H K U S T Ｇ１材料时P１２３在乙醇溶液中通过自组装形成胶束,若加入扩孔剂,则扩孔剂进入胶束内部,使得胶束直径增大;加入H３B T C后,C u２＋与H３B T C发生配位反应,微孔H K U S TＧ１在胶束表面逐渐生成;去除模板剂后得到介微双孔H K U S TＧ１.随着模板剂含量的变化,及加入不同扩孔剂,合成介微双孔HK U S TＧ１的孔径随之变化.对比硅类物质,MO F前驱体与表面活性剂间的相互作用力更弱[１７],同时合成结构良好介孔材料的关键在于减缓晶体的生长速率,避免相分离现象,为纳米尺寸结构基元与表面活性剂胶束相互组装提供条件[２７].因此,为了合成结构良好的介微双孔MO F,可从增强MO F前驱体与表面活性剂间的相互作用力与减缓晶体生长速度两方面入手.本文通过加入大量醋酸,一方面使醋酸与配体间产生竞争;另一方面影响配体的去质子化,达到减缓晶体生长速率的效果,最终合成介孔结构良好的介微双孔H K U S TＧ１.图９㊀使用P１２３/扩孔剂合成介微双孔H K U S TＧ１F i g９S y n t h e s i s o fm i c r oＧm e s o p o r o u sH K U S TＧ１t e mＧp l a t e d f r o m P１２３a n dd i f f e r e n t s w e l l i n g a g e n t s ４㊀结㊀论以P１２３为模板剂,分别使用T M B与正癸烷作为扩孔剂,水热合成出具有微孔与介孔的H K U S TＧ１材料,通过该方法可合成最大比表面积１４５２m２/g,最大孔容０．７４c m３/g,平均介孔孔径３~５n m的介微双孔H K U S TＧ１.合成的关键在于加入大量醋酸,一方面使醋酸与配体间产生竞争;另一方面影响配体的去质子化,达到减缓晶体生长速率的效果.实验证明,适当含量的P１２３有助于合成孔道结构良好的介微双孔H K U S TＧ１,加入T M B与正癸烷均能提高平均孔径及介孔孔容,其中T M B具有较优的扩孔效果,在保持孔结构规则性的前提下显著提高了介孔孔容,介孔孔容由０．１３５c m３/g增加至０．１６c m３/g.P１２３与扩孔剂的存在均对晶体形貌具有一定影响,二者的加入均使得H K U S TＧ１晶体大小显著减小,晶体形貌均一度降低,晶体中出现片状堆叠的晶体形貌.参考文献:[１]㊀C h e n B,X i a n g S,Q i a n G．M e t a lＧo r g a n i cf r a m e w o r k s w i t h f u n c t i o n a l p o r e s f o r r e c o g n i t i o no f s m a l lm o l e c u l e s[J]．A c c o u n t so fC h e m i c a lR e s e a r c h,２０１０,４３(８):１１１５Ｇ１１２４．[２]㊀H u a n g S i s i,X i aQ i b i n,L i Z h o n g,e t a l．M i c r o w a v e s y nＧt h e s i s o fM I LＧ１０１a n d i t s a d s o r p t i o nh e a t o f b e n z e n e[J]．J o u r n a l o fF u n c t i o n a lM a t e r i a l s,２０１０,４１(６):９６１Ｇ９６４．[３]㊀L i n J i a n f e n g,S uY e,X i a oJ i n g,e t a l．C O２a n d H２Ov aＧp o ra d s o r p t i o n p e r f o r m a n c e o f m o d i f i e d M gＧMO FＧ７４[J]．J o u r n a l o fF u n c t i o n a lM a t e r i a l s,２０１４,４５(９):３８Ｇ４２．[４]㊀L uZZ,Z h a n g R,L iYZ,e t a l．S o l v a t o c h r o m i c b e h a v i o r o fan a n o t u b u l a r m e t a lＧo r g a n i cf r a m e w o r kf o rs e n s i n gs m a l lm o l e c u l e s[J]．J o u r n a lo ft h e A m e r i c a n C h e m i c a lS o c i e t y,２０１１,１３３(１２):４１７２Ｇ４１７４．[５]㊀H o r c a j a d aP,C h a l a t iT,S e r r eC,e t a l．P o r o u sm e t a lＧo rＧg a n i cＧf r a m e w o r kn a n o s c a l ec a r r i e r sa sa p o t e n t i a l p l a tＧf o r mf o rd r ug d e l i v e r y a n d i m a g i n g[J]．N a t u r e M a t e r iＧa l s,２０１０,９(２):１７２Ｇ１７８．[６]㊀T a k a m i z a w aS,T a k a s a k iY,M i y a k e R．S i n g l eＧc r y s t a l m e m b r a n ef o ra n i s o t r o p i ca n de f f i c i e n t g a s p e r m e a t i o n[J]．J o u r n a l o f t h eA m e r i c a nC h e m i c a l S o c i e t y,２０１０,１３２(９):２８６２Ｇ２８６３．[７]㊀Y o o n M,S r i r a m b a l a j iR,K i m K．H o m o c h i r a lm e t a lＧo rＧg a n i c f r a m e w o r k s f o ra s y mm e t r i ch e t e r o g e n e o u sc a t a l yＧs i s[J]．C h e m i c a lR e v i e w s,２０１１,１１２(２):１１９６Ｇ１２３１．[８]㊀Y u a nD,Z h a oD,S u nD,e t a l．A n i s o r e t i c u l a r s e r i e so f m e t a lＧo r g a n i c f r a m e w o r k sw i t h d e n d r i t i c h e x a c a r b o x y l a t el i g a n d sa n de x c e p t i o n a l l y h i g h g a sＧu p t a k ec a p a c i t y[J]．A n g e w a n d t e C h e m i e I n t e r n a t i o n a l E d i t i o n,２０１０,４９(３１):５３５７Ｇ５３６１．[９]㊀X iX,F a n g Y,D o n g T,e t a l．B o t t o mＧu p a s s e m b l y f r o ma h e l i c a t e t oh o m o c h i r a lm i c r o a n dm e s o p o r o u sm e t a lＧo rＧg a n i cf r a m e w o r k s[J]．A n g e w a n d t e C h e m i e,２０１１,１２３(５):１１８６Ｇ１１９０．[１０]㊀S o n g F,W a n g C,F a l k o w s k iJ M,e ta l．I s o r e t i c u l a rc h i r a lm e t a lＧo r g a n i c f r a m e w o r k s f o ra s y mm e t r i ca l k e n ee p o x i d a t i o n:t u n i n g c a t a l y t i c a c t i v i t y b y c o n t r o l l i n gf r a m e w o r kc a t e n a t i o n a n d v a r y i ng o p e nch a n n e lsi z e s[J]．J o u r n a l o f t h eA m e r i c a nC h e m i c a lS o c i e t y,２０１０,１３２(４３):１５３９０Ｇ１５３９８．[１１]㊀L i n W,R i e t e r W J,T a y l o rK M．M o d u l a r s y n t h e s i so ff u n c t i o n a l n a n o s c a l ec o o r d i n a t i o n p o l y m e r s[J]．A ng eＧw a n d t eC h e m i e I n t e r n a t i o n a l E d i t i o n,２００９,４８(４):６５０Ｇ６５８．[１２]㊀T a n a k aD,H e n k eA,A l b r e c h tK,e t a l．R a p i d p r e p a r aＧt i o no f f l e x i b l e p o r o u sc o o r d i n a t i o n p o l y m e rn a n o c r y sＧt a l sw i t ha c c e l e r a t e d g u e s ta d s o r p t i o nk i n e t i c s[J]．N aＧt u r eC h e m i s t r y,２０１０,５(２):４１０Ｇ４１６．[１３]㊀S c h o e m a nBJ,S t e r t e J,O t t e r s t e d t JE．C o l l o i d a l z e o l i t e s u s p e n s i o n s[J]．Z e o l i t e s,１９９４,１４(２):１１０Ｇ１１６．[１４]㊀T h a n a s e k a r a nP,L u oT T,W u JY,e t a l．G i a n tm e t a lＧ６１１１１２０１５年第１１期(４６)卷o r g a n i c f r a m e w o r k sw i t hb u l k y sc a f f o ld s :f r o m m i c r o Ｇp o r o u st o me s o po r o u sf u n c t i o n a lm a t e r i a l s [J ]．D a l t o n T r a n s a c t i o n s ,２０１２,４１(１８):５４３７Ｇ５４５３．[１５]㊀F ér e y G．H yb r i d p o r o u ss o l i d s :p a s t ,p r e s e n t ,f u t u r e [J ]．C h e m ic a l S o c i e t y R e v i e w s ,２００８,３７(１):１９１Ｇ２１４．[１６]㊀L oSH ,C h i e nC H ,L a iYL ,e t a l ．A m e s o po r o u s a l u Ｇm i n i u m m e t a l Ｇo r g a n i c f r a m e w o r kw i t h３n mo p e n p o r e s [J ]．J o u r n a l o fM a t e r i a l sC h e m i s t r y A ,２０１３,１(２):３２４Ｇ３２９．[１７]㊀W a n g XS ,M a S ,S u nD ,e t a l ．A m e s o po r o u sm e t a l Ｇo r Ｇg a n i c f r a m e w o r kw i t h p e r m a n e n t p o r o s i t y[J ]．J o u r n a l o f t h eA m e r i c a nC h e m i c a l S o c i e t y ,２００６,１２８(５１):１６４７４Ｇ１６４７５．[１８]㊀F a n g QR ,Y u a nDQ ,S c u l l e y J,e t a l ．F u n c t i o n a lm e s o Ｇp o r o u s m e t a l Ｇo r g a n i cf r a m e w o r k sf o rt h e c a pt u r e o f h e a v y m e t a l i o n sa n ds i z e Ｇs e l e c t i v ec a t a l ys i s [J ]．I n o r Ｇg a n i cC h e m i s t r y,２０１０,４９(２４):１１６３７Ｇ１１６４２．[１９]㊀E d d a o u d iM ,K i mJ ,R o s iN ,e t a l ．S y s t e m a t i c d e s i g n o f p o r es i z ea n df u n c t i o n a l i t y ini s o r e t i c u l a r MO F sa n d t h e i r a p p l i c a t i o n i nm e t h a n e s t o r a g e [J ]．S c i e n c e ,２００２,２９５(５５５４):４６９Ｇ４７２．[２０]㊀S u nLB ,L i JR ,P a r k J ,e t a l ．C o o p e r a t i v e t e m p l a t e Ｇd i Ｇr e c t e da s s e m b l y o f m e s o p o r o u s m e t a l Ｇo r ga n i cf r a m e Ｇw o r k s [J ]．J o u r n a lo f t h e A m e r i c a nC h e m i c a lS o c i e t y ,２０１１,１３４(１):１２６Ｇ１２９．[２１]㊀Q i uLG ,X uT ,L i ZQ ,e t a l ．H i e r a r c h i c a l l y mi c r o a n d m e s o p o r o u sm e t a l Ｇo r ga n i c f r a m e w o r k sw i t h t u n ab l e p o Ｇr o s i t y [J ]．A n ge w a n d t e C h e m i eI n t e r n a t i o n a lE d i t i o n ,２００８,４７(４９):９４８７Ｇ９４９１．[２２]㊀H u a n g X X ,Q i uL G ,Z h a n g W ,e t a l ．H i e r a r c h i c a l l ym e s o s t r u c t u r e d M I L Ｇ１０１m e t a l Ｇo r g a n i c f r a m e w o r k s :s u p r a m o l e c u l a r t e m p l a t e Ｇd i r e c t e ds yn t h e s i sa n da c c e l e r Ｇa t e da d s o r p t i o nk i n e t i c s f o rd y er e m o v a l [J ]．C r y s tE n gC o mm ,２０１２,１４(５):１６１３Ｇ１６１７．[２３]㊀M aT Y ,L iH ,D e n g Q F ,e t a l ．O r d e r e d m e s o po r o u s m e t a l Ｇo r g a n i c f r a m e w o r k sc o n s i s t i n g ofm e t a l d i s u l f o n Ｇa t e s [J ]．C h e m i s t r y ofM a t e r i a l s ,２０１２,２４(１２):２２５３Ｇ２２５５．[２４]㊀P h a m M H ,V u o n g G T ,F o n t a i n eF G ,e t a l ．Ar o u t e t ob i m o d a lm i c r o Ｇm e s o p o r o u sm e t a l Ｇo r ga n i c f r a m e w o r k s n a n o c r y s t a l s [J ]．C r y s t a l G r o w t h &D e s i gn ,２０１１,１２(２):１００８Ｇ１０１３．[２５]㊀Z h a o Y ,Z h a n g J ,H a nB ,e ta l ．M e t a l Ｇo r ga n i cf r a m e Ｇw o r kn a n o s p h e r e sw i t hw e l l Ｇo r d e r e d m e s o p o r e s s yn t h e Ｇs i z e d i na n i o n i c l i q u i d /C O ２/s u r f a c t a n t s y s t e m [J ]．A n Ｇge w a n d t eC h e m i eI n t e r n a t i o n a lE d i t i o n ,２０１１,５０(３):６３６Ｇ６３９．[２６]㊀C h a o M C ,W a n g DS ,L i nH P ,e t a l ．C o n t r o l o f s i n gl e c r y s t a lm o r p h o l o g y o fS B A Ｇ１m e s o p o r o u ss i l i c a [J ]．J M a t e rC h e m ,２００３,１３(１２):２８５３Ｇ２８５４．[２７]㊀F a n J ,B o e t t c h e r S W ,T s u n g C K ,e t a l ．F i e l d Ｇd i r e c t e d a n d c o nf i n e dm o l e c u l a r a s s e m b l y ofm e s o s t r u c t u r e dm a Ｇt e r i a l s :b a s i c p r i n c i p l e s a n d n e w o p po r t u n i t i e s [J ]．C h e m i s t r y ofM a t e r i a l s ,２００７,２０(３):９０９Ｇ９２１．S y n t h e s i s o fm i c r o Ｇm e s o p o r o u sH K U S T Ｇ１w i t h t e m pl a t e s Z H E N GL i m i n g ,Z HUZ h i h o n g ,S U N H u i h u i ,X IH o n gx i a (S c h o o l o fC h e m i s t r y a n dC h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,S o u t hC h i n aU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y,G u a n gz h o u５１０６４０,C h i n a )A b s t r a c t :M i c r o Ｇm e s o p o r o u sH K U S T Ｇ１m a t e r i a l sw i t hm i c r o p o r o u s a n dm e s o p o r o u s s t r u c t u r ew e r e s yn t h e s i z e d u s i n g a t r i b l o c kc o p o l y m e rs u r f a c t a n tP １２３a sat e m p l a t ea n dd e c a n ea n d１,３,５Ｇt r i Ｇm e t h yb e n z e n e (T M B )a s s w e l l i n g a g e n t s b y a h y d r o t h e r m a lm e t h o d ．T h e s a m p l e sw e r ec h a r a c t e r i z e db y X R D ,N ２ad s o r p t i o n Ｇde s o r p t i o n ,S E Ma n dT E M．T h e ef f e c t s o f t h e t e m p l a t e c o n t e n t a n dd i f f e r e n t k i n d s o f s w e l l i ng a ge n t s o n t h e p o r e s t r u c t u r e a n d c r y s t a lm o r p h o l o g y o fH K U S T Ｇ１w e r e s t u d i e d ．T h e r e s u l t s s h o w e dt h a t t h eT M B w a saf a v o r e ds w e l l i n ga g e n t t h a t h e l p s t o i n c r e a s e t h em e s o p o r ev o l u m e ;t h ea d d i t i o no f t e m p l a t ea n ds w e l l i n g a g e n th a s r e s u l t e d i n H K U S T Ｇ１c r y s t a l sw i t hd i f f e r e n tm o r p h o l o g i e s ,a n d s o m e f l a k y c r ys t a l s u n d e r s u i t a b l e c o n d i t i o n s ．K e y w o r d s :H K U S T Ｇ１;m i c r o Ｇm e s o p o r o u s ;t e m p l a t e ;s w e l l i n g a ge n t s ７１１１１郑丽明等:模板法制备介微双孔H K U S T Ｇ１材料。
hkust-1分子式
hkust-1分子式HKUST-1，全称为香港科技大学一号，是一种具有金属有机框架结构的晶态材料。
它是由香港科技大学（HKUST）的研究团队在2001年开发的，广泛应用于气体吸附和存储、催化反应和分离等领域。
HKUST-1的分子式为[Cu3(1,3,5-benzenetricarboxylate)2]，其中Cu代表铜离子，1,3,5-benzenetricarboxylate代表1,3,5-苯三羧酸。
分子式的括号表示该结构单元的个数。
HKUST-1的分子式中的"Cu3"表示该晶体结构中含有3个铜离子。
铜离子是HKUST-1的主要构成元素之一。
铜是一种常见的过渡金属，具有较好的导电性和导热性，因此非常适合在材料科学中应用。
它的存在使得HKUST-1具有良好的物理和化学性质。
分子式中的"1,3,5-benzenetricarboxylate"是HKUST-1的配体之一。
配体是指能够通过与中心金属离子形成配位键的分子。
在HKUST-1中，1,3,5-苯三羧酸起到了固定铜离子的作用，使得整个晶体结构能够稳定存在。
HKUST-1是一种具有金属有机框架（MOF）结构的晶体材料。
金属有机框架是由金属离子与有机配位子通过配位键构成的多孔晶体材料。
这种结构使得HKUST-1具有高度的孔隙度和表面积，可用于吸附和存储气体。
HKUST-1的分子式中的数字2表示每个Cu3(1,3,5-benzenetricarboxylate)结构单元在分子中重复出现2次。
这个结构单元是HKUST-1的基本组成单位，由3个铜离子和2个1,3,5-苯三羧酸配体组成。
这种结构单元通过配位键相互连接形成一个三维网状的晶体结构。
HKUST-1的结构具有很高的孔隙度和表面积，这使得它在气体吸附和存储领域有着广泛的应用。
由于其能够吸附和释放气体，因此可以用于气体的储存和运输。
此外，HKUST-1还可用于催化反应和分离过程中的催化剂和吸附材料。
金属有机框架化合物
金属有机框架材料（MOFs）的合成及研究进展金属有机框架（MOFs）材料很容易用金属离子或金属簇（即：SBU,次级构筑单元）和有机配体通过金属-有机配体键连接在一起。
材料的性质由其结构决定，MOFs的基本构造单元是中心金属离子和有机配体，因此开放框架配位聚合物的设计合成可以通过选择合适的金属离子和具有延伸作用的空间配体在分子水平上进行自组装，并通过适当手段对配合物的结构进行调控，来得到结构新颖、性能特殊的MOFs材料。
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之一，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，但它仍然具有非常广阔的发展潜力[1-2]。
1. MOFs 的合成方法M OFs 的合成过程类似于有机物的聚合, 以单一的步骤进行。
其合成方法一般有扩散法和水热( 溶剂热) 法。
近年来逐渐发展了离子液体热法、微波和超声波合成法等其他合成方法。
[3]1.1 扩散法在扩散法中, 将金属盐、有机配体和溶剂按一定的比例混合成溶液放入一个小玻璃瓶中, 将此小瓶置于一个加入去质子化溶剂的大瓶中, 封住大瓶的瓶口, 静置一段时间后即有晶体生成。
这种方法的条件比较温和, 易获得高质量的单晶以用于结构分析。
但该法比较耗时, 而且要求反应物在室温下能溶解。
1.2 水热( 溶剂热) 法水热反应原来是指在水存在下, 利用高温高压反应合成特殊物质以及培养高质量的晶体。
常温常压下不溶或难溶的化合物, 在水热条件下溶解度会增大, 从而促进反应的进行和晶体的生长。
现在, 人们开始将水热法应用到一般配合物的合成中, 使它的内涵和适用范围扩大。
首先, 反应温度不再局限于高温, 高于水的沸点10℃即可。
其次, 反应介质不再局限于水, 可以全部或部分使用有机溶剂, 称为溶剂热反应。
HKUST-1纳米结构的制备、表征和氢气吸附性能研究的开题报告
HKUST-1纳米结构的制备、表征和氢气吸附性能研究的开题报告一、研究背景及意义氢气作为一种清洁且高效的能源储存方式，在能源领域有着广泛的应用前景。
因此，研究如何高效地储存氢气成为了研究的热点之一。
纳米材料由于具有高比表面积、良好的物理化学性质等特点，被认为是一种很有潜力的氢气储存材料。
其中，MOFs（金属有机骨架材料）是一类新型的纳米材料，具有高孔隙度、大比表面积、多种化学官能团等优点，因此被广泛应用于氢气储存领域。
本课题借助HKUST-1 MOFs作为实验材料，通过合适的制备方法，制备出高质量且具有纳米结构的HKUST-1 MOFs，并对其进行充分的表征和性能测试，以期得到一种高效的氢气储存新材料，以满足清洁能源的可持续发展需求。
二、研究内容1. HKUST-1 MOFs的制备借鉴已有的HKUST-1 MOFs的制备方案，结合实验室的条件，选择一种高效的制备方法。
在实验中针对制备条件进行多次优化和实验调整，以达到理想的制备效果。
同时并将制备好的HKUST-1 MOFs进行比表面积、孔径大小等表征。
2. HKUST-1 MOFs的表征通过SEM、TEM、XRD等方法对合成的HKUST-1 MOFs进行表征，检测其晶体结构、纳米结构形态等多方面的特征。
通过BET方法对其比表面积和孔隙度进行测定。
在FT-IR分析仪上对其表面官能团进行检测。
3. HKUST-1 MOFs的氢气吸附性能研究将制备的HKUST-1 MOFs样品放入吸氢实验中进行测试，以考察其在不同温度、压力下的气体吸附能力。
通过常见的吸氢曲线绘制，确定其吸氢性能。
三、预期成果通过本次研究将得到如下预期成果：1. 确定一种高效制备HKUST-1 MOFs的方法，并获得一批纯度高、具有良好纳米结构的HKUST-1 MOFs样品。
2. 详细测定纳米结构、比表面积、孔径大小等结构性能的数据，为进一步增强材料性能提供科学依据。
3. 在实验室中通过吸氢实验和吸氢曲线绘制，全面评估HKUST-1 MOFs的氢气吸附性能，探索其在氢气储存领域的应用价值。
羧酸改性HKUST-1提高甲烷吸附容量
羧酸改性HKUST-1提高甲烷吸附容量韩强;杨璐彬;程振飞;刘纪昌;汪成;欧苏慧;汪瑜懿;简雨培;杨小娟;王紫竹【摘要】为提高吸附材料对甲烷的吸附容量,采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料HKUST-1,并进行了改性研究.HKUST-1的优化合成工艺条件为:原料摩尔比n(Cu(NO3)2·3H2O):n(H3BTC):n(DMF):n(C2H5OH):n(H2O)=1.7:1:46:60:100,晶化温度为80℃,晶化时间24 h.合成HKUST-1在25℃、3.5 MPa下的甲烷吸附容量为11.9 mmol/g.乙酸改性HKUST-1可以提高甲烷吸附容量,当反应母液中VHAc/Vsolvent=5.8％时,合成HAc-HK-1(5.8％)的甲烷吸附容量达到12.6 mmol/g.分子模拟结果表明,加入乙酸可以调控HKUST-1晶体孔道结构,增大比表面积和孔容,提高甲烷吸附容量.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2018(069)011【总页数】8页(P4902-4909)【关键词】HKUST-1;金属有机骨架材料;甲烷;天然气吸附储存【作者】韩强;杨璐彬;程振飞;刘纪昌;汪成;欧苏慧;汪瑜懿;简雨培;杨小娟;王紫竹【作者单位】化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海 200237;化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海 200237;化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海 200237;化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海200237;化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海 200237;化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海 200237;化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海 200237;化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海 200237;化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海 200237;化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海 200237【正文语种】中文【中图分类】TE821引言天然气吸附储存技术（adsorption natural gas,ANG）的研究是天然气分布式储存的基础，对天然气汽车的市场化推广具有重要意义。
Fe@HKUST-1负载型材料催化苯羟基化反应
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第10期·3212·化工进展Fe@HKUST-1负载型材料催化苯羟基化反应刘艳凤1，刘勃良1，张浩1，张天永2，张柳钦1，郝振涛1，吴武斌2（1海南大学材料与化工学院，海南海口570228；2天津大学化工学院，天津300072）摘要：以氯化铁与二水合氯化铜的投料摩尔比为4∶100、8∶100、12∶100的比例，将氯化铁加入HKUST-1的前体二水合氯化铜和均苯三酸的混合溶液中，在超声波作用下原位合成Fe@HKUST-1负载型材料。
用XRD、BET、TGA、SEM对Fe@HKUST-1进行晶体结构、孔径结构、热稳定性、外观形貌进行分析表征，考察了铁负载量对这些性质的影响。
将Fe@HKUST-1负载型材料用于苯羟基化反应，实验表明，与HKUST-1相比Fe@HKUST-1负载型材料的活性有所提高。
当氯化铁与二水合氯化铜投料的摩尔比为8∶100时，Fe@HKUST-1负载型材料的活性和稳定性在苯羟基化反应中处于较优状态。
关键词：苯；催化剂载体；氧化；金属有机框架化合物；Fe@HKUST-1中图分类号：O 625.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）10–3212–07DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.10.028The catalytic properties of Fe@HKUST-1 material in the directhydroxylation of benzeneLIU Yanfeng1，LIU Boliang1，ZHANG Hao1，ZHANG Tianyong2，ZHANG Liuqin1，HAO Zhentao1，WU Wubin2（1School of Materials and Chemical Engineering，Hainan University，Haikou 570228，Hainan，China; 2School of Chemical Engineering and Technology，Tianjin University，Tianjin 300072，China）Abstract：FeCl3 was mixed with CuCl2·2H2O and benzenetricarboxylic acid，the precursors of HKUST-1，to in situ**************************************************************** FeCl3 to CuCl2·2H2O were 4∶100，8∶100 and 12∶100 respectively. The material was then characterized by XRD，BET，TGA and SEM to obtain the data of crystal structure，pore structure，thermal stability and morphology，as well as the influences of loaded iron on the properties of *************@HKUST-1wasappliedforthehydroxylationofbenzeneascatalyst.Theresults ********************************************************************************3 to CuCl2·2H2O was 8∶100，the obtained Fe@HKUST-1 showed the best activity and stability in the hydroxylation of benzene.Key words：benzene；catalyst support；oxidation；metal-organic framework；Fe@HKUST-1金属有机框架配合物（metal-organic frameworks，MOFs）是一类有机-无机杂化材料，是由金属离子或金属簇[1]和芳香族及其衍生物或氮的杂环化合物等有机配体[2-4]通过配位键及其他弱的作用方式形成的具有高度规整网状结构的新型多孔配位化合物。
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金属有机框架化合物HKUST-1的快速合成
游佳勇;张天永;刘艳凤;李彬;赵振东;黄俊浩
【期刊名称】《高校化学工程学报》
【年(卷),期】2015(000)005
【摘要】采用超声波辅助法用一水合醋酸铜、五水合硫酸铜、二水合氯化铜、三
水合硝酸铜四种铜盐分别和均苯三酸反应快速制备金属有机框架化合物HKUST-1，探讨了铜盐、三乙胺、超声波作用功率、反应时间、溶剂的配比、加料顺序等因素对HKUST-1产率的影响。
结果表明，适宜的反应条件为：醋酸铜8.62 mmol，
均苯三酸4.76 mmol，分别溶解于24 mL体积比为1：1：1的水、N,N-二甲基
甲酰胺、乙醇的混合溶剂中，将两种反应物混合后，添加1 mL三乙胺，在300
W超声功率间歇式(超声2 s，关3 s)作用下反应30 min，可得到产率为99.1%的HKUST-1，所得产物通过XRD、IR进行表征并验证。
%Cu(OAc)2·H2O,
CuSO4·5H2O, CuCl2·2H2O and Cu(NO3)2·3H2O were individually reacted with benzenetricarboxylic acid under ultrasonication for rapid synthesis of metal-organic framework HKUST-1. The effects of cupric salts, triethylamine, ultrasonic power, reaction time, solvent ratio and reactant addition sequence on the yield of HKUST-1 were investigated. The optimized condition for the preparation of HKUST-1 was found as:
Cu(OAc)2·H2O (8.62 mmol) and benzenetricarboxylic acid (4.76 mmol) were firstly individually dissolved in the mixtures of H2O, DMF and ethanol (volume ratio 1:1:1), and the resulted solutions were then mixed together and triethylamine (1 mL) was added. The mixture was then ultrasonicated
for 30 min under intermittent ultrasonication(work 2 s, pause 3 s) to generate HKUST-1 with a yield of 99.1%. The samples were characterized by XRD and IR.
【总页数】7页(P1126-1132)
【作者】游佳勇;张天永;刘艳凤;李彬;赵振东;黄俊浩
【作者单位】海南大学材料与化工学院，海南海口 570228;天津大学化工学院，天津 300072;海南大学材料与化工学院，海南海口 570228; 天津大学化工学院，天津 300072;天津大学化工学院，天津 300072;海南大学材料与化工学院，海南海口 570228;海南大学材料与化工学院，海南海口 570228
【正文语种】中文
【中图分类】TQ420.4;TQ031.2
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