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1、金属有机骨架材料(南京工业大学材料科学与工程学院材强1001(原金属1001)刘荣宇14号)摘要：文章介绍金属有机骨架材料的简介、分类及合成方法，对MOFs的发展现状进行了综述，并对这种新型多功能材料在设计、合成少应用中的广阔前景做了展望。关键词：金属有机骨架材料合成方法应用前景MetalOrganicFrameworksAbstract:Thearticledescribestheintroduction,classificationandsynthesismethodsofmetal-organicframeworkmateri
2、als.ThecurrentdevelopmentofMOFsisreviewedandthearticlemakesbroadprospectsofthesynthesisandapplicationsofthisnewtypeofmulti-functionalmaterials.Keywords：MetalOrganicFrameworks；synthesis；applications；Prospect0・引言：金属■有机骨架配合物(metal-organicframeworks,MOFs),乂称多孔配位聚合物(porousc
3、oordinationpolymers,PCPs),通常指金屈离子或金屈簇与有机配体通过白纽装过程形成具有周期性无限网络结构的品态材料，因此兼备了有机高分子和无机化合物两者的特点。MOFs作为配位聚合物的一个延伸，它同时具冇高结晶度、多孔性以及强的金属•配体间的相互作用的性质，这些性能便得它在气体吸附•分离、有机催化、传感器为驱动器、药物缓释、光学材料等方血都展示出了诱人的应用前景。本文介绍了金属有机骨架材料的分类及合成方法，对MOFs的发展现状进行了综述，并对这种新型多功能材料在设计、合成与应用屮的广阔前景做了展望。1.MOFs的
4、简述MOFs主耍是通过金属离子和有机配体口组装的方式，由金加或金属簇作为顶点，通过刚性的或半刚性的冇机配体连接而成。由配位基团包裹金属离了而形成的小的结构单元称为次级结构单元(SecondaryBuildingUnit,SBU)。在MOFs合成中,利用竣酸与金属离子的键合,将金属离子包裹在0-C形成的SBU结构的中心，这样有利于骨架的延伸以及结构的稳定⑴。另外电荷平衡对MOFs的合理构造是很重要的。金属离了为阳离了，必须引入阴离了来中和所有电荷，使生成的骨架成中性。经常使用的阴离子多为无机阴离子，如：CIO4,BF4-,N03NC
5、S',PF6',N02SiF6厶，CNSO42*,N*和卤素等,这些离子随相应的金属盐共同引入。MOFs具有高的热稳定性、金属含量高、机械稳定性好、在纳米尺度毛孔的有高规律性、高结晶度、高度多孔(类似于沸石)、重蜃轻(密度低/表面比)例如：在MOF材料粉末比表面积的世界纪录：6000平方米/克！2.MOFs的分类按照在合成MOFs材料方面貝有突出代表性的研究组进行MOFs材料的分类：可分为IRMOFs、ZIFs、MILS、PCP、PCN等几大系列,下面就这几个系列进行简要介绍。2.1IRMOFs系列IRMOFs系列是以IRMOF
6、-1(即MOF-5)为代表的一类MOFs材料。Yaghi课题组从2002年开始陆续合成出以Zn4O(CO2)6为原型的IRMOF-n(n=l-16)系列材料⑵，该系列材料是通过改变配体长度以及含冇不同取代基的苯环与金属离了锌络合而成。该系列材料采川相同的合成方法，得到了具有相同拓扑结构、良好的热稳定性和化学稳定性的骨架，它们的孔径范围为3.8-28.8A,孔隙率从55.8%扩人到91.1%,这些特点是很多传统的无机多孔材料所不具备的。2.2MILS系列法国凡尔赛大学Ferey教授课题组用三价金属，如铝、铁、饥、钮等金属与对苯二甲酸等
7、竣酸配体合成出结构性能优异的MOFs材料，其中以MIL-53.MIL-101最具代表性,MIL-53是用俗、铝、铁分別和对苯二甲酸在水热条件下合成的⑶，这三种MOFs具有相同的晶体结构，能可逆的吸附水，出现"breathing"现象。2.3ZIFS系列沸石咪啤酯骨架(zeoliticimidazolateframeworks,ZIFs)系列材料也是由Yaghi课题组合成的—系列MOF材料，它是由金屈离子与咪哇或咪哇衍牛•物络合成的类分子筛咪哇配位聚合物。与传统的分子筛相比，它具有产率较高,微孔尺寸和形状可调、结构和功能多种多样等优点
8、。1.4PCP系列PCP(PorousCoordinationPolymers)系列材料是由日本Kitagawa教授研究组合成的一系歹!JMOF材料。PCP系列材料的一个重要特征是：材料在吸附不同客体分子的过程中会可逆的改变其骨架的结
