邹敏敏 朱和鑫

汤松凡 董 茗

赵 田

湖南工业大学

包装与材料工程学院

湖南 株洲 412007

1 研究背景

MIL-101是重要的金属有机框架（metal-organic frameworks，MOFs）材料[1-4]之一，是一种基于铬-对苯二甲酸的三维多孔材料。MIL-101的经验化学式为[Cr3(O)X(bdc)3(H2O)2]（bdc为对苯二甲酸根，X-为OH-或F-），结构类似于增强型MTN分子筛的拓扑结构。MIL-101分子末端含有结晶水分子，在高真空或加热的条件下可以除去结晶水，从而产生潜在的Lewis酸位点[5-7]。因此，MIL-101以及其衍生物对水具有显著的稳定性，这使其更适合用于水相吸附。MIL-101在吸附去除水体中抗生素类药物和铅、汞等重金属离子方面都有较好的应用[8-15]。

MIL-101的合成研究中报道了无氟路线和添加了等物质的量的氢氟酸（HF）路线，所得产物具有相同的结构[10]。这也是MIL-101的化学式有两种的原因。一般来说，使用HF作为矿化剂的合成路线可以提高MIL-101产品的结晶度和孔隙率，而通过无氟路线得到的产品则要差得多。因此，大多数MIL-101合成的报道中均采用了添加HF的合成路线[16-18]，但该路线存在很多缺点，如反应时间过长（一般为8 h），产品产率不高（约为50%），HF具有强腐蚀性且对人体有剧毒等。有学者尝试采用微波辐射法制备MIL-101[19]，但在合成过程中仍然采用HF作为添加剂，实验结果不理想，仅仅缩短了反应时间，对产品的后处理和其他环境毒害问题没有任何帮助。

本研究采用微波辐射法，使用硝酸替代剧毒性的氢氟酸作为矿化剂制备MIL-101，并考察了反应时间对MIL-101合成的影响，确定最佳实验条件。本研究的制备方法不仅快速，而且更加环保和高效，这对于大规模制备和应用MIL-101具有十分重要的意义。……