輕質(zhì)鎂基金屬有機(jī)框架材料的合成與結(jié)構(gòu)研究【文獻(xiàn)綜述】

1、文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述應(yīng)用化學(xué)應(yīng)用化學(xué)輕質(zhì)鎂基金屬有機(jī)框架材料的合成與結(jié)構(gòu)研究“生物大分子的功能不但取決于其一級(jí)結(jié)構(gòu)，而且取決于其空間結(jié)構(gòu)”紿人類的啟示之一就是“分子材料的性能不僅取決于構(gòu)件分子的性質(zhì)，也取決于分子的聚集的方式或分子聚集體的結(jié)構(gòu)”。研究構(gòu)件分子結(jié)構(gòu)對(duì)其聚集體結(jié)構(gòu)及相關(guān)性能的影響規(guī)律，以期達(dá)到設(shè)計(jì)并合成具有預(yù)定的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)與功能的材料一直是材料制備與設(shè)計(jì)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。金屬有機(jī)骨架化合物(MOFs)是由含氧、氮等的多齒有機(jī)配體

2、(大多是芳香多酸或多堿)與過(guò)渡金屬離子自組裝而成的配位聚合物。Tomic在20世紀(jì)60年代中期報(bào)道的新型固體材料即可看作是MOFs的雛形。在隨后的幾十年中科學(xué)家對(duì)MOFs的研究主要致力于其熱力學(xué)穩(wěn)定性的改善和孔隙率的提高在實(shí)際應(yīng)用方面沒(méi)有大的突破。直到20世紀(jì)90年代以新型陽(yáng)離子、陰離子及中性配體形成的具有孔隙率高、孔結(jié)構(gòu)可控、比表面積大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、制備過(guò)程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)的MOFs材料才被大量合成出來(lái)。其中金屬陽(yáng)離子在MOFs骨架中的作

3、用一方面是作為結(jié)點(diǎn)提供骨架的中樞另一方面是在中樞中形成分支從而增強(qiáng)MOFs的物理性質(zhì)(如多孔性和手性)。這類材料的比表面積遠(yuǎn)大于相似孔道的分子篩而且能夠在去除孔道中的溶劑分子后仍然保持骨架的完整性。因此MOFs具有許多潛在的特殊性能在新型功能材料，如選擇性催化、分子識(shí)別、可逆性主客體分子(離子)交換、超高純度分離、生物傳導(dǎo)材料、光電材料、磁性材料和芯片等新材料的開(kāi)發(fā)中顯示出了誘人的應(yīng)用前景給多孔材料科學(xué)帶來(lái)了新的曙光。MOFs作為新型儲(chǔ)

4、氫材料是最近10來(lái)年才被報(bào)道的用作儲(chǔ)氫材料的MOFs與通常的MOFs相比最大的特點(diǎn)在于具有更大的比表面積。Yaghi教授的課題組于1999年發(fā)布了具有儲(chǔ)氫功能、由有機(jī)酸和鋅離子合成的MOFs材料MOF25并于2003年首次公布了MOF25的儲(chǔ)氫性能測(cè)試結(jié)果。MOF25的結(jié)構(gòu)單元的直徑大約為18有效比表面積為25003000m2g密度約為30.6gcm3。通過(guò)改變MOF25的有機(jī)聯(lián)結(jié)體可以得到一系列網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的MOF25的類似化合物IRMO

5、Fs(iseticularmetalganicframewk)通過(guò)同時(shí)改變MOF25的金屬離子和有機(jī)聯(lián)結(jié)體可以得到一系列具有與MOF25類似結(jié)構(gòu)的微孔金屬有機(jī)配合物MMOMs(micropousmetalganicmaterials)。因此類材料具有純度高、結(jié)晶度高、成本低、能夠大批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)可控等優(yōu)點(diǎn)在氣體存儲(chǔ)尤其是氫的存儲(chǔ)方面展示出廣闊的應(yīng)用前景國(guó)內(nèi)外研究者近年來(lái)對(duì)其進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)改性和理論計(jì)算方面的研究工作。當(dāng)前對(duì)MOFs構(gòu)件

6、分子的設(shè)計(jì)、構(gòu)建穩(wěn)定多孔的新MOFs方面進(jìn)行了卓有成效的工作，極大地豐富了絡(luò)合聚合物的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了其在吸附、催化、光學(xué)、電磁等方面的一些非常規(guī)特性。特別輕質(zhì)鎂基金屬有機(jī)框架材料的合成與結(jié)構(gòu)研究2參考文獻(xiàn)：1.YaghiOM，OKeeffeMOckwigNWetal.ReticularsynthesisthedesignofnewmaterialsNature[J]，2003，423：705—714.2.鄭倩，徐繪，崔元靖，錢國(guó)棟，有

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