1、,MOF合成與功能應用,盧磊磊、周宇、劉恒劼 徐海群、周玉曉、胡應立、錢飛進,MOF簡介,Metal Organic Framework 主要特點： 1）結晶本性結構可確定、 孔均一性 2）可設計的豐富的結構類型 3）可調(diào)節(jié)的化學多功能性 4）低密度、永久孔洞、超高 的比表面積 5）可功能化的孔空間,MOF合成,豐富多變的可設 計配體： 含羧基配體 含氮配體 不同功能的金屬 離子,MOF合成,配位化學軟硬酸堿規(guī)則構筑穩(wěn)定MOF,Dawei Feng, Hong-Cai Zhou,* et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 10307,PCN Porous

2、Coordination Network,穩(wěn)定MOF簡介,MIL-101系列,ZIF-8系列,PCN-222系列,穩(wěn)定MOF簡介,G. Frey,et al. Science 2005, 309, 2040-2042,MIL-101,對各種溶劑穩(wěn)定，中性、酸性條件下水穩(wěn)定。,MIL Material Institut Lavoisier,穩(wěn)定MOF簡介,ZIF-8,Zeolitic Imidazolate Frameworks,Omar M. Yaghi*,et al. PNAS, 2006, 103, 10186 10191,穩(wěn)定MOF簡介,穩(wěn)定的PCN-22X系列MOF,MOF功能應用,主

3、要應用： 氣體儲存與分離 催化 傳感 作為載體或模板構筑新材料 藥物運輸,氣體吸附、儲存與分離,目前常壓儲氫記錄：,吸附焓：310 kJ/mol太低，導致常溫儲氫能力弱。 吸附作用位點：不飽和金屬配位中心，苯環(huán)等。,Krautscheid H. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 10344.,氣體吸附、儲存與分離,CH4儲存,Yang Peng, Omar K. Farha,* Taner Yildirim,* et al. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11887.,氣體吸附、儲存與分離,CO2選擇吸附與分離,氣體吸附、

4、儲存與分離,CO2選擇吸附與分離,MOF的催化應用,Satoshi Horike，Jeffrey R. Long*.J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 58545855,Orange, green, gray, and blue spheres represent Mn, Cl, C, and N atoms,Mn3(Mn4Cl)3(BTT)8(CH3OH)102 (1; H3BTT ) 1,3,5-benzenetristetrazol-5-yl) 反應活性中心為配位不飽和的Mn2+ I和Mn2+ II位（lewis酸性位點）,尺寸選擇效應：增大反應物分子，活性降低，說明反應發(fā)生在孔內(nèi),硅氰化反應,構件納米復合材料,直接碳化，形成多孔碳材料 利用MOF孔洞形成碳納米管,構件納米復合材料,作為模板合成金屬氧化物,總結,合作前景： MOFs的合成與性能研究是多學科交叉的前沿研究，其內(nèi)容涉及無機化學