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1、第19卷第9期化 学 进 展Vol.19No.92007年9月PROGRESSINCHEMISTRYSep.,2007功能金属2有机骨架材料的应用3穆翠枝 徐 峰 雷 威(陕西师范大学化学与材料科学学院 西安710062)摘 要 金属有机骨架(metal2organicframeworks,MOFs)材料由于其特殊的结构引起了科学家的广泛关注。它作为多孔材料与无机或有机的多孔材料相比具有特殊的优势,是目前新功能材料研究领域的一个热点。本文总结了金属有机骨架多孔材料在分离纯化、催化、微反应器、负离子交换和复合功能材料等方面的应用进展,并对这种
2、新型多功能材料在设计、合成与应用方面的广阔前景作了展望。关键词 金属有机骨架 配位聚合物 超分子 孔材料中图分类号:O614;O627;TB383文献标识码:A文章编号:10052281X(2007)0921345212ApplicationofFunctionalMetal2OrganicFrameworkMaterials3MuCuizhiXuFengLeiWei(SchoolofChemistryandMaterialsScience,ShaanxiNormalUniversity,Xi’an710062,China)Abstract
3、Metal2organicframeworkmaterialshavedrawngreatattentionbecauseoftheiruniquestructures.Itownsgreatadvantagescomparedtoinorganicororganicmaterialsandbecomesoneofthemostpopularresearchtopicsinfunctionalmaterialsfield.ThisreviewbrieflysummarizedthenewapplicationsandprogressofMO
4、Fsmaterialsintheareaofseparationandpurification,catalysis,micro2reactorandionexchange.Inaddition,severaltrendsofdesigningMOFsasfunctionalmaterialsarealsopresented.Keywordsmetal2organicframeworks(MOFs);coordinationpolymers;supramolecules;porousmaterials报道的一维、二维和三维无限网络骨架结构金属
5、2有1 引言机聚合物,主要是由多齿配体与金属中心配位形成20世纪90年代中期以前,多孔材料一般是指的金属2有机超分子网络结构,也被称为“配位多聚[1]无机材料和碳质材料两种类型。其中的无机材料主物”。金属2有机骨架多孔材料与活性炭和沸石材n+要有两类:一类是铝硅酸盐,其通式为MxPn[(AlO2)x料相比有以下优势:孔结构高度有序,孔尺寸可控和x-(SiO2)y]·wH2O,另一类是铝磷酸盐。首例铝硅孔表面的官能团和表面势能可控制。酸盐合成于1862年,这类盐没有晶体结构;首例晶20世纪90年代以后,随着对多孔配位聚合物态微孔铝磷酸盐合成于
6、1982年。碳质材料中活性研究的迅速增加,具有特殊功能的微孔材料也相继[2]碳的孔和比表面积虽然很大,但其结构是扭曲的。出现。1990年,Robson等报道了一种能进行负离[3]上述材料通过很强的Si—O或C—C共价键形成了子交换的孔结构配位多聚物。1994年,Fujita等研Ⅱ具有稳定结构的永久孔材料,允许某一种尺寸和形究了二维配位多聚物[Cd(4,4′2bpy)2](bpy=[4]状的分子进入其孔内。虽然它们已得到广泛的应bipyridine)的催化性质。1995年,Yaghi等和Moore[5]用,但仍有许多不足之处,比如缺乏柔性等。
7、因此,研究组研究了配位多聚物的客体吸附性能。1997[6]与常规沸石多孔材料相比,研发具有柔性的永久多年,Kitagawa研究组报道了配位多聚物在室温条孔材料就成了当今社会重要的研究课题。现在已经件下的气体吸附性能。多孔配位聚合物具有许多特收稿:2006年9月,收修改稿:2007年1月3通讯联系人 e2mail:fengxu@snnu.edu.cn·1346·化 学 进 展第19卷殊的性能,如可逆性主客体分子(离子)交换、选择性2H2O(2)配合物作了详细研究,发现配合物2高温催化、分子识别和超高纯分离等。上述性能显示了失水后得到的产物[E
8、r2(PDA)3]仍能保持晶态。通多孔配位聚合物作为新型材料的诱人应用前景,因过测定其对气体的等温吸附性能,发现小分子CO2此这类配位聚合物的研究成为近年来化学和材料学能通过该配
