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以1,2,4,5-苯四甲酸或1,2,3,4-丁烷四羧酸为配体的金属有机框架的合成、表征及性质

2016-12-01郭征楠刘峥魏席唐群黎焕林广西电磁化学功能物质重点实验室桂林54004桂林理工大学化学与生物工程学院桂林54004

无机化学学报 2016年1期

郭征楠 刘峥*, 魏席 唐群*, 黎焕林(广西电磁化学功能物质重点实验室,桂林54004)(桂林理工大学化学与生物工程学院,桂林54004)

以1,2,4,5-苯四甲酸或1,2,3,4-丁烷四羧酸为配体的金属有机框架的合成、表征及性质

郭征楠1,2刘峥*,1,2魏席1,2唐群*,1,2黎焕林1,2
(1广西电磁化学功能物质重点实验室,桂林541004)
(2桂林理工大学化学与生物工程学院,桂林541004)

以1,2,4,5-苯四甲酸(H4BETA)与1,2,3,4-丁烷四羧酸(H4BTCA)为有机配体,采用溶剂热法,成功合成了3个金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs):{[Co5(BETA)2(OH)2(H2O)2]·10H2O}n(1)、{[Zn5(BETA)2(OH)2(H2O)2]·10H2O}n(2)和{[Mn2(BTCA)(H2O)3]· H2O}n(3),并利用X射线单晶衍射、红外光谱(IR)、荧光光谱(PL)和热重分析(TG/DTG)等测试手段对其进行了表征。单晶结构研究表明3个MOFs均属于单斜晶系,P21/n空间群;框架1和2都是由1,2,4,5-苯四甲酸与五核的金属簇连接形成三维框架结构,沿a轴方向具有一维孔道结构,孔径大小为0.990 nm×1.307 nm;框架3是由1,2,3,4-丁烷四羧酸与Mn2+连接形成4,8-c网络的三维框架结构。

金属有机框架;羧酸配体;合成;性质

金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)[1]是一类由有机配体和无机金属单元通过共价键和(或)氢键等形成的从一维到三维的无限网状结构[2-3]。目前,已经有大量的MOFs材料被合成,主要是以含羧基有机配体为主,或与含氮杂环有机中性配体共同使用。这些MOFs材料中多数都具有高的孔隙率和较大的比表面积[4-7]。因此,在气体吸附、生物医学、光电材料、催化剂[8-10]等方面具有巨大的应用潜力。1999年,美国的Yaghi教授以对苯二甲酸(1.4-H2BDC)为配体,合成了MOF-5[11]。在随后的几年里他又对MOF-5进行了修饰和加工,进一步合成了新一代IRMOF(Isoreticular Metal-Organic Framework)[12],在孔径和稳定性方面取得了极大的改善。

MOFs材料的应用研究领域十分广阔,应用前景十分诱人。……

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