第十一章金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)設(shè)計介紹_第1頁
第十一章金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)設(shè)計介紹_第2頁
第十一章金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)設(shè)計介紹_第3頁
第十一章金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)設(shè)計介紹_第4頁
第十一章金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)設(shè)計介紹_第5頁
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第十一章金屬有機框架材料的合成第一節(jié)金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)代價鍵理論簡稱VB法,又稱為電子配對法,是以量子力學對氫分子系統(tǒng)的處理為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。兩個氫原子在平衡距離處形成穩(wěn)定的氫分子,這種狀態(tài)稱為氫分子的基態(tài)。1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)價鍵理論要點:1.具有成單電子的兩原子軌道相互重疊,可以形成共價鍵。重疊越大,鍵越穩(wěn)定2.共價鍵具有方向性和飽和性。3.依據(jù)重疊方式不同,可分為σ鍵和π鍵。頭碰頭式與肩并肩式。π鍵鍵能較σ鍵小。(如N2)1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)鍵(成鍵軌道)頭碰頭原子核連線為對稱軸鍵,肩并肩穿過原子核連線有一節(jié)面1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)雜化軌道理論

1931年由PaulingL等人在價鍵理論的基礎(chǔ)上提出,實質(zhì)上仍屬于現(xiàn)代價鍵理論,但在成鍵實力、分子的空間構(gòu)型等方面豐富和發(fā)展了現(xiàn)代價鍵理論。成鍵中,同一原子中幾個能量相近不同類型的原子軌道,進行線性組合,重新安排能量和確定空間方向,組成數(shù)目相等的新的原子軌道,這一過程稱為雜化,形成的新軌道稱為雜化軌道。1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)雜化軌道理論要點:(1)原子在形成分子時,為增加成鍵實力,不同類型的原子軌道(必要時電子可激發(fā)到能量相近軌道)可以重新組合成新軌道,叫雜化軌道。(2)雜化軌道數(shù)=參與雜化的原子軌道數(shù)(3)參與雜化的軌道要能級相近(4)不同類型的雜化軌道的形態(tài)與空間取向不同。1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)由1個s軌道和3個p軌道混雜并重新組合成4個能量與形態(tài)完全相同的軌道。由于每個軌道中都含有1/4的s軌道成分和3/4的p軌道成分,因此我們把這種軌道稱之為

sp3雜化軌道。雜化軌道理論1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)為了四個雜化軌道在空間盡可能遠離,使軌道間的排斥最小,4個雜化軌道的伸展方向分別指向為了四個雜化軌道在空間盡可能遠離,使軌道間的排斥最小,4個雜化軌道的伸展方向分別指向109°28’1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)雜化軌道更有利于原子軌道間最大程度地重疊,因而雜化軌道比原來軌道的成鍵實力強。

不同類型的雜化軌道之間的夾角不同,成鍵后所形成的分子就具有不同的空間構(gòu)型。1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道1個s+1個p1個s+2個p1個s+3個p雜化軌道數(shù)2個sp雜化軌道3個sp2雜化軌道4個sp3雜化軌道雜化軌道間夾角18001200109028’空

構(gòu)

型直線正三角形正四面體實

例C2H2C2H4CH4

,CCl4碳的S軌道和P軌道參與雜化的實例1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)(1)原子軌道組成分子軌道時,軌道數(shù)不變。分子軌道的能量可以高于、低于和等于原子軌道,分別稱為反鍵軌道、成鍵軌道和非鍵軌道。(2)原子軌道組成分子軌道時,必需滿足原子軌道的能量相近、軌道最大重疊和對稱性匹配。(3)分子軌道中的電子排布和原子軌道中電子排布的規(guī)則相像,即遵循Pauli原理,能量最低原理及Hund規(guī)則。分子軌道理論要點1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)S,PX,dX2-Y2為σ對稱

軌道及對稱性1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)PY,PZ,dXY,是π對稱軌道及對稱性1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)配位化合物(簡稱協(xié)作物)是由可以給出孤對電子或多個不定域電子的確定數(shù)目的離子和分子(稱為配體)和具有接受孤對電子或多個不定域電子的空位的原子或離子(統(tǒng)稱中心原子或離子)通過配位鍵按確定的組成和空間構(gòu)型所形成的化合物。配陰離子:[FeF6]3-、[Ag(S2O3)2]3-、[AlCl6]3-配陽離子:[Cu(NH3)4]2+、[Fe(H2O)6]3+中性協(xié)作物:[Co(NH3)3Cl3]、[Fe(CO)4]、[PtCl2(NH3)2]1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)協(xié)作物的組成中心離子(原子)具有空軌道,通常是金屬離子和原子,也有少數(shù)是非金屬元素,例如:Cu2+,Ag+,F(xiàn)e3+,F(xiàn)e,Ni,B(Ⅲ),P(Ⅴ)……配位體供應孤電子對(或型電子)的分子或離子。通常是非金屬的陰離子或分子,例如:F-,Cl-,Br-,I-,OH-,CN-,H2O,NH3,CO……1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)(1)中心體(M):有空軌道配位體(L):有孤對電子或多個離域電子二者形成配位鍵ML(2)中心體接受雜化軌道成鍵(3)雜化方式與空間構(gòu)型有關(guān)1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)一般協(xié)作物由兩部分組成,即內(nèi)界和外界。(配位化合物的特殊性表現(xiàn)在內(nèi)界)

K4[Fe(CN)6]

┌──┴──┐

外界內(nèi)界

(K+)4

[Fe(CN)6]4-

┌──┴──┐

中心離子配體

Fe2+

(CN-)6

配位原子┘└配位數(shù)

1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)單齒配體:有1個配位原子多齒配體:含有2個或2個以上配位原子H2N—CH2—CH2—NH2‥‥1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)協(xié)作物的類型1.依據(jù)中心原子的數(shù)目分類

單核配位化合物

[Co(NH3)2(H2O)2Cl2]+,[Cu(en)2]2+等

多核配位化合物[(H2O)4FeFe(H2O)4]SO4

OHOH1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)存在方式——

溶液中,晶體中結(jié)構(gòu)特點——呈確定的幾何構(gòu)型成鍵類型——配位鍵協(xié)作物的特征1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)目前有以下幾種理論:(1)價鍵理論(VBT)(2)晶體場理論(CFT)(3)分子軌道理論(MOT)1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)價鍵理論是由鮑林(Pauling)把雜化軌道理論引入來處理協(xié)作物而形成的.它的要點是中心原子的d軌道首先進行雜化,雜化軌道的類型確定協(xié)作物的幾何形態(tài),雜化好的軌道再用來接受配體的孤對電子或多個不定域電子.配體的數(shù)目和性質(zhì)以及中心原子自身的性質(zhì)確定雜化軌道的類型.它引入高自旋和低自旋的概念較好地說明白協(xié)作物的穩(wěn)定性和磁性,但無法說明協(xié)作物的顏色.1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)1、協(xié)作物幾何構(gòu)型[Hg(NH3)2]2+——直線形

2NH3[Hg(NH3)2]2+5dspHg2+價層電子結(jié)構(gòu)為5d6s6p1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)[CuCl3]2-——正三角形

Cu+價層電子結(jié)構(gòu)為3d4s4p3Cl-[CuCl3]2-3dsp21.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)

3dsp3NH3Ni2+價層電子結(jié)構(gòu)為3d4s4p[Ni(NH3)4]2+[Ni(NH3)4]2+——

正四面體1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)[Ni(CN)4]2-CN-Ni2+價層電子結(jié)構(gòu)為3d4s4p[Ni(CN)4]2-——

正方形3ddsp21.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)

3ddsp3COFe價層電子結(jié)構(gòu)為[Fe(CO)5][Fe(CO)5]——

三角雙錐體1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)

F-[CoF6]3-sp3d23dCo3+價層電子結(jié)構(gòu)為3d4s4p4d1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)3dd2sp3[Co(CN)6]3-——正八面體1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)優(yōu)點:簡潔明白,易于理解和接受可以說明配離子的幾何構(gòu)型及某些化學性質(zhì)和磁性等。缺陷:不能定量地說明協(xié)作物的性質(zhì)。如不能說明配離子的顏色等。價鍵理論的優(yōu)缺點1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)晶體場理論中心離子和配體之間以靜電引力相互作用而形成化學鍵。中心離子的5個能量相同的d軌道受配體負電場的排斥作用,發(fā)生能級分裂(有的軌道能量上升,有的能量降低)。1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)正八面體場中d軌道能級分裂無外電場作用下的d軌道Edxy=Edxz=Edyz=Edx2-y2=Edz2在帶負電荷勻整球形場的作用下,d軌道能量均上升相同值,能級不發(fā)生分裂。

在八面體場的作用下,d軌道能級發(fā)生分裂。1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)該二軌道處于和配體迎頭相碰的位置,其電子受到靜電斥力較大,能量上升。E0E

自由離子Es球形場中egt2g

八面體場dx2-y2dz21.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)該三軌道插在配體的空隙中間,其電子受到靜電斥力較小,能量比前二軌道低。1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)配位場越強,d軌道能級分裂程度越大。E0Et2gegdx2-y2dz2dxy

dxzdyz△oEsdx2-y2dz2dxy

dxzdyzAB△oA′B′1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)10Dq=D0自由離子d軌道Es6Dq4Dqegt2gdgde1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)自由離子d軌道EsDtDtDt=D0t2edgde1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)平面正方形D4h場Es自由離子d軌道b1gb2ga1geg1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)et2egt2gb1gb2ga1geg正四面體場球?qū)ΨQ場正八面體場平面正方形場d1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)電子在分裂后軌道上的分布遵循:能量最低原理和洪特規(guī)則能較好地說明協(xié)作物的構(gòu)型、穩(wěn)定性、磁性、顏色等。1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)電子在分裂后軌道上的分布遵循:能量最低原理和洪特規(guī)則能較好地說明協(xié)作物的構(gòu)型、穩(wěn)定性、磁性、顏色等。1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)協(xié)作物的吸取光譜配位場光譜(d-d躍遷)含有d1-d9電子的過渡金屬協(xié)作物一般是有顏色的,這是因為在配位場的作用下過渡金屬離子d軌道能級分裂,分裂后的軌道沒有被電子充溢,電子可以在分裂后的不同軌道間躍遷,這種躍遷叫d-d躍遷。當d軌道能級分裂為兩組時,分裂能△0值所對應的頻率即吸取峰對應的頻率,從分裂能的數(shù)量級就可以估計d-d躍遷的頻率。一般都在近紫外和可見光區(qū),所以導致過渡金屬協(xié)作物一般都具有顏色1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)金屬離子協(xié)作物的吸取光譜d-d躍遷過渡金屬離子具有未充溢的d軌道受配位體配位場的影響,原來能量相同的d軌道發(fā)生能級分裂,吸取光能發(fā)生躍遷f-f躍遷鑭系和錒系金屬離子具有未充溢的f軌道受配位體配位場的影響,原來能量相同的f軌道發(fā)生能級分裂,吸取光能發(fā)生躍遷1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)協(xié)作物的荷移光譜1.配體對金屬的荷移(還原遷移)由于配位體L-b與金屬陽離子Mn+所組成的協(xié)作物在躍遷過程中,電荷由配體向金屬遷移,即按下式所示:Mn+—L-b→M(n-1)+—L-b+1荷移遷移的實質(zhì)是氧化還原過程,即中心離子是氧化劑,它本身被還原,而配位體是還原劑,它本身被氧化如:碘是最簡潔被氧化的配體,所以它易產(chǎn)生帶色的碘化物。如TiI4(紫黑)、HgI(紅)、AgI(黃)等1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)2.金屬對配體的荷移(氧化躍遷)這類光譜都是發(fā)生在簡潔被氧化的金屬和簡潔被還原的配體所組成的協(xié)作物中,在配體中有較低的空軌道,接受從金屬荷移來的電子,如吡啶、聯(lián)吡啶、鄰菲啰啉等配體和Ti3+、V2+、Fe2+,Cu2+等組成協(xié)作物,它們產(chǎn)生了猛烈的帶色協(xié)作物并具有荷移光譜的特性。1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)3.金屬對金屬荷移在同一種無機化合物中含有兩種不同氧化態(tài)的金屬,可以產(chǎn)生金屬價態(tài)的荷移光譜,其中一個金屬離子似乎起著配體的作用,這樣的化合物會產(chǎn)生典型的猛烈吸取。如普魯士蘭KFeIII[FeII(CN)6]以及鉬蘭中的MoV和MoVI。黑金化合物CS2AuIAuIIICl6中,荷移光譜是由于[AuCl4]-和[AuCl2]-基團之間產(chǎn)生電荷遷移。能發(fā)生這種躍遷的化合物一般都有較深的顏色。1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)e-絡合物中配位體和金屬離子之間,一方的電子向主要屬于另一方的軌道躍遷電荷轉(zhuǎn)移躍遷:Cu2+,H2O:淺藍色(794nm);

NH3:深藍色(663nm)1.金屬有機框架的配位化學基礎(chǔ)什么金屬有機框架材料?金屬有機框架(Metal-OrganicFrameworksMOFs)簡稱。也稱為配位聚合物(CoordinationPolymer)2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計MOFs材料是由無機金屬中心(金屬離子或金屬簇)與橋連的有機配體通過自組裝相互連接,形成的一類具有周期性網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的晶態(tài)多孔材料。2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計配位聚合物這一術(shù)語,早在1960年頭就見之文獻。但是,引發(fā)配位聚合物系統(tǒng)探討的先驅(qū)者則是澳大利亞化學家R.Robson。Robson小組在1990年前后,報道了一系列多孔配位聚合物的晶體結(jié)構(gòu)和陰離子交換性能等性質(zhì)2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計Coordinationnetwork(multiplyintergrown)Kinoshita,Y.,Matsubara,I.,Higuchi,T.andSaito,Y.

Bull.Chem.Soc.Jpn1959,32,1221[Cu(NC-CH2-CH2-CH2-CH2-CN)2]NO3infinitethree-dimensionalnetworksofthecomplexion[Cu(NCCH2-CH2-CH2-CH2CN)2]nn+andnitrateions.2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計HydrothermalSynthesisofaMetal-OrganicFrameworkContainingLargeRectangularChannelsO.M.Yaghi*andHailianLiDepartmentofChemistryandBiochemistryGoldwaterCenterforScienceandEngineeringArizonaStateUniversity,Tempe,Arizona8.5287-1604ReceivedMay31,1995J.Am.Chem.SOC.1995,117,10401-10402104012.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計AChemicallyFunctionalizableNanoporousMaterial[Cu3(TMA)2(H2O)3]nStephenS.-Y.Chui,1SamuelM.-F.Lo,1JonathanP.H.Charmant,A.GuyOrpen,IanD.Williams2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計SomeearlyprecursorsofMOFsWernercomplexes:coordinationcompounds(somewhere‘porous’butcollapseduponrepeatedadsorptionbecausetheyaremolecularcrystals)2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計AlfredWerner1866-19192.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計[Co(NH3)4

Cl2]+

2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計EarlyexamplesofusinglonglinkstomakeextendedopenstructuresManyotherearlyexamplesexist!Thiscouldbeconducting…Aumüller,A.;Erk,P.;Klebe,G.;Hünig,S.;vonSchütz,J.U.;WernerH.-P.Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1986,25,7402.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計CoordinationnetworkwithpolytopiclinksHoskins,B.F.andRobson,R.J.Am.Chem.Soc.1989,111,5962–59642.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計H2BDC+Zn(NO3)2?4(H2O)DMF(2ml)(CH3CH2)3N(0.05ml/5mlToluene)Zn(BDC)?(DMF)(H2O)JACS120,1998,p.85712.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計1D網(wǎng)絡:由金屬離子與橋連配體連接而成一維、二維或三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。MOFs材料的結(jié)構(gòu)特點2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計2Ni(NO3)2.6H2O+bpe+N(CN)2-

{[Ni(bpe)2(N(CN)2](N(CN)2)·(5H2O)}n

≡bpe2D網(wǎng)絡:2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計3D網(wǎng)絡:2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計按有機配體類型的不同,MOF材料大致可以分為三類,即:(1)含羧基配體的MOF材料(2)含N雜環(huán)類配體的MOF材料(3)含其他類型配體的MOF材料2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計羧基配體的配位模式多種多樣,且具有很強的橋聯(lián)實力,是合成MOF材料最常用的配體包括甲酸,間苯三甲酸,對苯二甲酸,2.5-二羥基對苯二甲酸(DHTA)。2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計有機羧酸配體是用于構(gòu)建金屬有機框架材料的最廣泛的配體,可以分為脂肪族幾酸配體和芳香族羧酸配體,其中芳香族羧酸配體占據(jù)大多數(shù)。有機羧酸橋連配體結(jié)構(gòu)特別多變,并且能夠?qū)ε潴w的結(jié)構(gòu)進行限制和調(diào)整(調(diào)整配體的長度,剛?cè)嵝?,功能化)?.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計MOFs材料的主體結(jié)構(gòu)是由次級結(jié)構(gòu)單元(SecondaryBuildingUnit,SBU)與有機連接體(Linker)之間的相互連接來構(gòu)筑的,這類材料的孔徑形態(tài)以及大小都可以通過選擇不同的金屬中心和有機配體來實現(xiàn)。2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計簇化合物的合成定義:1966年F.A.Cotton提出,原子簇是“含有干脆而明顯鍵合的兩個或以上的金屬原子的化合物”。CA的索引中提出,“原子簇化合物是含有三個或三個以上相互鍵合或極大部分相互鍵合的金屬原子的配位化合物”。1982年我國徐光憲提出,“原子簇為若干有限原子(三個或三個以上)干脆鍵合組成多面體或缺頂多面體骨架為特征的分子或原子”。2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬原子簇原子簇是指原子間相互形成籠狀或多面體結(jié)構(gòu)的一類化合物。2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計

次級構(gòu)筑單元法次級構(gòu)筑單元(secondarybuildingunit=SBU)

當橋連配體與金屬離子共聚合時,常能在所形成的結(jié)構(gòu)中識別出簇合體,這些簇合體被稱為次級構(gòu)筑單元。次級構(gòu)筑單元僅僅是概念上的單元,在原料中并不包含這樣的單元。2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計MOFs材料的探討不僅在于其迷人的拓撲結(jié)構(gòu),更在于它具有可剪裁性和結(jié)構(gòu)多樣性的特點,易于進行設(shè)計組裝和結(jié)構(gòu)調(diào)控,為設(shè)計納米多孔材料供應了一種的可行方法。正是由于MOFs材料多方面的優(yōu)點和用途,其正受到越來越多的重視。新型結(jié)構(gòu)MOFs多孔材料的探討及其在應用方面的開發(fā)具有重要的理論和應用價值。MOFs材料探討意義2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計目前,國際上很多化學家、物理學家和材料學家的探討結(jié)果表明,MOFs多孔材料在氣體的儲存、催化劑、分別及光電磁材料等方面具有重要的應用價值。MOFs材料常常具有不飽和金屬位和大的比表面積,這在化學工業(yè)有著廣袤的應用前景。2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計當前,MOFs材料是化學、能源、環(huán)境和材料等多學科共同關(guān)注的探討熱點和前沿,有關(guān)探討的結(jié)果被大量發(fā)表在Science、Nature、NatureMater.、Angew.Chem.Int.Ed.、J.Am.Chem.Soc.等國際頂級期刊上。這類材料在能源、環(huán)境污染治理、納米材料、光電功能材料、醫(yī)藥、化工等很多領(lǐng)域具有廣袤的應用前景,有望在解決人類社會所面臨的很多重大問題的過程中發(fā)揮重要作用。2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計MOFs包括兩個重要的組分:結(jié)點(connectors,網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中的節(jié)點)和聯(lián)接體(linkers,聯(lián)接網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)結(jié)點間的化學鍵或包含多個化學鍵的有機官能團)。在多孔MOF中,人們通常把金屬離子看作為結(jié)點,配體作為聯(lián)接體。2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計由于MOFs的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可以看作是各自具有不同連接數(shù)的配體(聯(lián)接體)和金屬離子結(jié)點間的組合,因此,金屬離子的配位構(gòu)型和配體的幾何構(gòu)型對于所形成的多孔MOFs的結(jié)構(gòu)和性能起確定性的作用,所以,構(gòu)筑MOFs時首先要考慮配體的幾何構(gòu)型和金屬離子的配位構(gòu)型的傾向性,因為所產(chǎn)生的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的基本類型主要依靠于它們的對稱性和成鍵點的數(shù)量。2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計配體是骨架的重要組成部分,可以分為單齒配體和多齒配體,它是具有構(gòu)件作用的分子或離子,限制著金屬離子之間的距離和協(xié)作物的維數(shù)。由于配體本身具有特定的結(jié)構(gòu)和不同的配位方式,在不同的合成條件下,即使相同的配體與金屬離子的配位模式也是不一樣的。有機配體的選擇2.金屬有機框架材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計選擇合成MOFs的有機配體應至少含有一個多齒基團或含有多個單齒配位原子,如CO2H、PO3H、SO3H和吡啶基等。單齒配體合成的骨架結(jié)構(gòu)比較簡潔,但穩(wěn)定性較差。多齒配體的配位狀況比較困難,得到的協(xié)作物穩(wěn)定性較好。有

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