谭玉简刘 民郭新闻胡 深

(大连理工大学 精细化工国家重点实验室 化工与环境生命学部 化工学院 催化化学与工程系,辽宁 大连 116024)

金属有机骨架(MOFs)是有机配体和金属离子或团簇通过自组装形成的有机-无机杂化材料[1-3]。与传统多孔材料相比,MOFs具有低骨架密度、大比表面积、大孔体积[4]、孔道结构多样、易改性等优势[5-6],广泛用于气体吸附分离[7-8]、气体存储[9-10]、催化[11-12]、传感[13-17]和生物医学[18-20]等领域。

钛元素低毒,具有氧化还原活性和光敏性,可用于合成具有光催化性能的MOFs材料[21]。NH2-MIL-125-Ti是一种具有光催化和催化氧化性能的新型光催化剂[22],其光催化性能与其晶粒尺寸、形态和孔结构有着密切的联系[23]。研究者在NH2-MIL-125-Ti形貌调控方面采取了许多策略,如小分子羧酸添加剂诱导特定晶面生长和类配体羧酸添加剂影响晶体成核[23]、采用不同钛源以改变钛酯水解速率[24]以及调节合成体系中反应物浓度[25]等。溶剂也是影响MOFs形貌的一个重要因素,Cheng等[26]报道了在NH2-MIL-53-Al合成体系中,采用不同比例的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和水作溶剂,合成了粒径约80 nm的纳米MOFs;Zhou等[27]分 别 采 用N-甲 基-2-吡 咯 烷 酮(DMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)和DMF为溶剂,合成了具有不同孔道尺寸的Mn(II)-MOFs;Huang等[28]分别用DMP、DMA、DMF、甲醇(MeOH)和水为溶剂,诱导1,3-2(4'-羧基苯氧基)-苯甲酸(H3cpbda)形成“T”和“Y”形配位状态,合成了具有方形孔道和菱形孔道的1D和3D网状结构Mn-MOF。

MOFs合成方法包括水热/溶剂热法[29]、超声合成法[30]、液相扩散法[31]和微波辅助合成法[32]等。微波辅助合成法通过产生交变电磁场,利用电磁辐射的热效应,使反应体系的温度可以在极短的时间内迅速升高[33-34]。……