溶剂对镍（域）金属有机骨架结构的影响

通过乙酸镍和4-咪唑-1-基-苯甲酸( HL)在不同溶剂热条件下合成了3个新型金属有机骨架化合物[Ni(L)2]n·DMF(1), Ni(H2 O)2(L)2(2)和 Ni(L)2(CH3 OH)2(3)。化合物1是用 N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂合成的具有菱形孔道的三维骨架化合物;化合物2是在DMF/H2O(体积比4︰1)中合成的水作为终端配体参与配位的二维层状化合物,并通过层与层之间的氢键作用构筑形成了三维超分子结构;当溶剂为甲醇时,得到了二维层状化合物3,且甲醇作为终端配体参与配位。磁学和电化学性质研究结果表明,化合物1~3中相邻镍离子之间存在反铁磁相互作用;在一定的电势范围内出现一对明显的Ni (Ⅱ)/Ni(Ⅲ)氧化还原峰,表明化合物1~3是潜在的磁性材料或电催化剂材料。     

溶剂效应对金属有机骨架化合物结构的影响

以水和DMF为溶剂,在水热(溶剂热)条件下以"柱撑"方式利用相同的金属和配体合成了2个不同的新型金属有机骨架化合物[Cd(OBA)(bipy)]·DMF(1)和Cd(OBA)(bipy)(2)[OBA=4,4'-Oxybis(ben-zoic acid),bipy=4,4'-bipyridine].单晶X射线衍射分析数...     

金属有机骨架(MOFs)结构的透射电子显微分析

金属有机骨架(Metal organic framework,MOF)配位聚合物作为一类重要的多孔材料具有诸多独特的性能.新型MOF材料的结构表征与确定一直是该研究领域的关键性研究问题.由于单晶X-射线衍射等结构测定方法对晶体尺寸有一定限制,小尺寸MOF新材料的晶体结构确定一直是亟待解决的科学难题.透射电子显微分析方法(Transmission electron microscopy,TEM)作为纳米尺寸晶体材料最有力的结构表征手段之一,已经被逐渐应用于MOF新材料领域,展现出了巨大的应用潜力.本文以几个国内外有代表性的工作为例,浅析TEM在MOF材料领域的发展现状.     

Cu(Ⅱ)金属有机骨架中配位环境对类Fenton反应活性的影响

以一水合醋酸铜为铜源,以2,6-二（4''-吡啶基）-4-甲基苯胺（L）为桥联吡啶配体、间苯二甲酸（H₂IPA）为共配体分别合成了一维链状配位聚合物{[（Cu （OAc）₂）₂（L）]·3CH₃CN}_n（1,OAc^-=CH₃CO₂^-）和二维网状配位聚合物{[Cu （IPA）（L）（H₂O）]₂·H₂IPA·H₂O}_n（2）。通过二者的单晶结构分析可以看出,配合物1中的铜原子位于[CuNO₄]₂簇中的四面体配位环境中心,配合物2中的铜原子处于[CuNO₃]变形六面体配位环境的中心,不同的配位环境导致2个配合物具有差异化的光催化降解有机物的活性。通过以亚甲基蓝为底物的类Fenton光催化降解对比实验表明,含有Cu—N、Cu—O配位环境的配合物1的催化效果优于具有相同四面体构型配位环境的HKUST-1,且配合物1和2催化性能的对比也证明了开放性单核铜配位中心的光催化降解活性优于簇合物中的铜配位中心。得益于配体的稳定和框架结构的存在,与相同条件下无配体约束的醋酸铜盐的催化性能相比,2个配合物均具有更高的催化活性和可循环利用特性。通过UV-Vis光谱计算了二者的带隙,光催化降解前后的粉末X射线衍射及电感耦合等离子质谱证明了配合物的稳定性。通过添加自由基捕捉剂苯醌、叔丁醇和三乙醇胺,证实了该催化过程为羟基自由基过程的类Fenton反应机理。     

水分子对金属有机骨架材料结构及性能的影响

金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一种新型有机-无机杂化材料,其在气体的吸附分离、催化、磁学、生物医学等领域表现出诱人的应用前景。但是,在水分子存在的情况下MOFs结构及性能会受到很大的影响,极大的阻碍了其工业化进程。本文系统介绍了水分子对MOFs结构的破坏机理,并从金属和配体两方面总结了在水分子存在的情况下MOFs的稳定性问题;阐述了水分子的吸附机理以及吸附水分子后MOFs性能的变化;并且对水分子影响问题的研究趋势做了展望,以期为今后的研究提供参考。     

水分子对金属有机骨架材料结构及性能的影响

金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks, MOFs)是一种新型有机-无机杂化材料,其在气体的吸附分离、催化、磁学、生物医学等领域表现出诱人的应用前景.但是,在水分子存在的情况下MOFs结构及性能会受到很大的影响,极大的阻碍了其工业化进程.本文系统介绍了水分子对MOFs结构的破坏机理,并从金属和配体两方面总结了在水分子存在的情况下MOFs的稳定性问题;阐述了水分子的吸附机理以及吸附水分子后MOFs性能的变化;并且对水分子影响问题的研究趋势做了展望,以期为今后的研究提供参考.     

表面有机金属化学(Ⅱ)

简要总结和评述了硅胶表面负载的一些过渡金属氢化物的烷烃碳-碳键和碳-氢键活化、金属铑和铂表面负载的有机锡物种的选择加氢和脱氢及有机金属化合物的沸石分子筛内外表面改性方面的研究进展,指出了今后拟重点研究的一些问题。     

一种水中稳定的锌(Ⅱ)金属有机骨架用于检测四环素

采用溶剂热法合成1个锌(Ⅱ)金属有机骨架（Zn-MOF）：[Zn (H₂L)(4,4''-bpy)]_n (1),其中H₄L=1,1''-乙烷基联苯-3,3'',5,5''-四羧酸,4,4''-bpy=4,4''-联吡啶。通过单晶X射线衍射、元素分析和热重分析等方法对其结构进行表征。单晶结构分析表明,1属于单斜晶系C2/c空间群,H₂L^2-配体采取单齿配位模式连接Zn (Ⅱ)形成一维链,4,4''-bpy连接一维链构筑成二维波浪状网。该化合物在水中表现出良好的稳定性,并且可作为高灵敏度、高选择性荧光探针检测四环素(TET),其检出限为0.17 μmol·L^-1。1可成功用于延河水中TET的测定。此外,还研究了1对TET的荧光猝灭机理。     

一种水中稳定的锌(Ⅱ)金属有机骨架用于检测四环素

采用溶剂热法合成1个锌(Ⅱ)金属有机骨架（Zn-MOF）：[Zn (H₂L)(4,4''-bpy)]_n (1),其中H₄L=1,1''-乙烷基联苯-3,3'',5,5''-四羧酸,4,4''-bpy=4,4''-联吡啶。通过单晶X射线衍射、元素分析和热重分析等方法对其结构进行表征。单晶结构分析表明,1属于单斜晶系C2/c空间群,H₂L^2-配体采取单齿配位模式连接Zn (Ⅱ)形成一维链,4,4''-bpy连接一维链构筑成二维波浪状网。该化合物在水中表现出良好的稳定性,并且可作为高灵敏度、高选择性荧光探针检测四环素(TET),其检出限为0.17 μmol·L^-1。1可成功用于延河水中TET的测定。此外,还研究了1对TET的荧光猝灭机理。     

一种水中稳定的锌(Ⅱ)金属有机骨架用于检测四环素

采用溶剂热法合成1个锌(Ⅱ)金属有机骨架(Zn-MOF):[Zn (H₂L)(4,4''-bpy)]_n (1),其中H₄L=1,1''-乙烷基联苯-3,3'',5,5''-四羧酸,4,4''-bpy=4,4''-联吡啶。通过单晶X射线衍射、元素分析和热重分析等方法对其结构进行表征。单晶结构分析表明,1属于单斜晶系C2/c空间群,H₂L^2-配体采取单齿配位模式连接Zn(Ⅱ)形成一维链,4,4''-bpy连接一维链构筑成二维波浪状网。该化合物在水中表现出良好的稳定性,并且可作为高灵敏度、高选择性荧光探针检测四环素(TET),其检出限为0.17 μmol·L^-1。1可成功用于延河水中TET的测定。此外,还研究了1对TET的荧光猝灭机理。     

混合配体构筑的Zn(Ⅱ)金属有机骨架化合物的合成、结构与荧光性质

在水热条件下,利用锌离子与2种有机配体合成出1个结构新颖的金属有机骨架化合物[Zn2(BPDC)(IN)2](H2BPDC=4,4'-联苯二羧酸;HIN=异烟酸),并通过单晶X射线衍射、红外光谱、热重分析和荧光光谱等对该化合物进行了表征.结果表明,该化合物结构中Zn离子与BPDC的羧基形成双核金属次级结构单元[Zn2(—CO2)2(IN)2],相邻次级结构单元通过IN配离子连接形成[Zn2(—CO2)2(IN)2]∞二维层面,相邻的二维层通过BPDC相互连接形成具有三重互穿的简单格子拓扑结构.该化合物表现出良好的荧光性质.     

Zn(Ⅱ)金属有机骨架作为基质金属蛋白酶模拟物催化水解微囊藻毒素-LR

以3-氨基-1,2,4-三氮唑-5-羧酸（Hatz）和1,3,5-苯三甲酸（H₃btc）为配体,制备了模拟基质金属蛋白酶（MMPs）结构的纳米片状Zn（Ⅱ）金属有机骨架Zn-MOF-1-NS。Zn-MOF-1-NS能成功实现对微囊藻毒素（MC-LR）肽键的水解。在常温条件下,7.5 h内Zn-MOF-1-NS催化水解了82.6%的MC-LR（k=0.23 h^-1）,远高于目前报道的具有最高水解效率的菱铁矿（k=0.04 h^-1）。研究发现,在该体系中即使添加10倍剂量的腐殖酸,也不会显著阻碍MC-LR的水解,证明Zn-MOF-1-NS对MC-LR的水解具有显著的选择性。通过原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱（in-situ ATR-FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）分析、理论计算以及与非羧基对应物的比较,发现Zn-MOF-1-NS表面Zn（Ⅱ）位点和羧基共同参与了MC-LR肽键的水解。     

两个镉(II)金属有机骨架的可控合成与结构相关性

合成了2,5-二甲氧基-N,N'-双(4-吡啶基)对苯二甲酰胺(简称为dmbpt), 并以其和1,3,5-苯三甲酸(简称为H₃btc)为配体合成了2个新配合物[Cd₂(dmbpt)₂(Hbtc)₂]·2DMF·C₂H₇N·H₂O(1)和[Cd₃(dmbpt)₂(btc)₂]·4H₂O(2). 配合物1是具有3,5L2拓扑的二维金属有机骨架; 配合物2是具有jcr7拓扑的三维金属有机骨架, 这是一个稀有的拓扑结构. 配合物1和2都含有二级结构单元Cd₂(—COO)₄(—Py)₄. 在结构关系上, 配合物2的三维网络可以看作是由配合物1的二维网络通过形成新的配位键连接而成的. 在原料和溶剂相同的溶剂热反应条件下, 能以不同比例同时获得2种配合物. 产物中配合物1和配合物2的比例可以通过改变反应物的浓度来调控, 这可能与由DMF分解产生的二甲胺促进H₃btc的去质子化有关.     

一种用于检测四环素和对硝基苯酚的高稳定性镉(Ⅱ)金属有机骨架

采用水-溶剂热法合成了 1例金属有机骨架(MOF)：{[Cd(L)_0.5(4，4''-bpy)_0.5]·H₂O}_n (1)，其中 H₄L=(1，1''∶4''，1″-三联苯)-2，2″，4，4″-四羧酸，4，4''-bpy=4，4''-联吡啶)。通过单晶 X射线衍射、元素分析、粉末 X射线衍射、热重分析以及红外光谱分析对配合物1的结构进行了表征。单晶结构分析表明1为三维结构，属于单斜晶系，C2/c空间群，Cd(Ⅱ)连接L^4-和4，4''-bpy形成二维平面结构，层与层之间通过 L^4-连接，构筑成了三维网状结构。该 MOF表现出良好的稳定性并且可以通过荧光猝灭法检测四环素(TET)和对硝基苯酚(4-NP)，四环素和对硝基苯酚的检出限分别为0.15和0.062 μmol·L^-1。此外，还研究了其荧光猝灭机理。1可成功应用于延河水样中TET和4-NP含量的测定。     

基于金属有机骨架前驱体制备纳米磷化镍催化剂

采用镍基金属有机骨架化合物(Ni-MOF)为前驱体,通过低温碳化获得Ni@C,并通过磷化成功地制备了不同结构的磷化镍纳米颗粒。将所得材料应用于析氢反应(HER)催化剂,在Ni@C与红磷质量比为1∶1及热解温度为500℃时获得的Ni1P1-500表现出优异的电催化性能,在酸性介质中,电流密度为10 mA·cm-2时,过电位为178 mV,并展现了良好的循环性能。较小的Tafel斜率(62 mV·dec-1)揭示了析氢反应的机理为Desorption-Heyrovsky机制。优异的电催化性能可归因于磷化镍催化剂表面存在的质子受体(P位点)和氢化物受体(Ni位点)活性中心。     

金属有机骨架材料负载镍纳米颗粒催化硝基苯加氢

以MIL-53(Al)、MIL-96(Al)和MIL-120(Al) (MIL: Material Institute of Lavorisier)三种金属有机骨架材料为载体, 采用浸渍法制备了负载廉价金属镍纳米颗粒的催化剂. 将其用于催化硝基苯加氢合成苯胺反应, 发现以MIL-53(Al)为载体制得的催化剂表现出优异的催化性能. 采用不同的镍前驱体, 如硝酸镍、醋酸镍、乙二胺合镍, 制备了一系列Ni/MIL-53(Al)催化剂. 通过X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、电感耦合等离子体、N₂物理吸附、H₂程序升温还原、透射电镜等技术对其进行了表征, 研究了镍前驱体对金属-载体相互作用、镍颗粒尺寸以及分散程度的影响.结果表明:以乙二胺合镍为镍前驱体制得的催化剂具有金属-载体相互作用适中、镍纳米颗粒更小(4-5 nm)和分布更均匀的特点, 在硝基苯加氢反应中表现出优异的催化性能, 硝基苯转化率达到100%.回收重复使用5次后, 此催化剂仍保持催化活性,硝基苯转化率达92%.     

分子筛和金属有机骨架材料的工业展望(英文)

Crystalline nanoporous materials serve numerous pivotal functions in industrial chemistry. They provide crucial features for in- dustrial applications, such as high surface area, uniform porosity, inter-connected pore/channel system, accessible pore volume, high adsorp- tion capacity, ion-exchange ability, enhanced catalytic activity, and shape/size selectivity. As a well-established family of nanoporous materi- als, zeolites are of vital importance for the chemical and petrochemical industries. An emerging class of porous materials called metal organic frameworks (MOFs) also offer promise in various applications. Both zeolites and MOFs can play significant roles in fields that are critical for the future of our industrialized society. In the quest for raw material change, zeolites serve as catalysts providing the required shape/size selectivity towards base chemicals. In global efforts to transition into other transportation fuels such as Hydrogen, MOFs serve as the energy storage media. In the fight against environmental pollution, zeolites not only take part in capture and abatement of harmful substances, but also offer environmentally benign alternatives for many industrial processes. In this review, an industrial perspective on the synthesis and utilization of zeolites and MOFs for current and future applications is presented.     

Zn(Ⅱ)金属有机骨架作为基质金属蛋白酶模拟物催化微囊藻毒素亮氨酸精氨酸的水解

以3-氨基-1，2，4-三氮唑-5-羧酸(Hatz)和1，3，5-苯三甲酸(H₃btc)为配体，制备了模拟基质金属蛋白酶(MMPs)结构的纳米片状 Zn(Ⅱ)金属有机骨架 Zn-MOF-1-NS。Zn-MOF-1-NS 能模拟 MMPs 的催化作用，成功实现对微囊藻毒素亮氨酸精氨酸(MC-LR)肽键的水解。在常温条件下，7.5 h内Zn-MOF-1-NS催化水解了82.6%的MC-LR(k=0.23 h^-1)，远高于目前报道的具有最高水解效率的菱铁矿(k=0.04 h^-1)。研究发现，在该体系中即使添加 10倍剂量的腐殖酸，也不会显著阻碍 MC-LR的水解，证明Zn-MOF-1-NS对MC-LR的水解具有显著的选择性。通过原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)分析、理论计算以及与非羧基对应物的比较，发现Zn-MOF-1-NS表面Zn(Ⅱ)位点和羧基共同参与了MC-LR肽键的水解。     

Cd(Ⅱ)有机骨架化合物的合成及其荧光性能

以2,5-二羟基对苯二甲酸(H4-DHBDC)、1,4-双咪唑苯(BIB)为有机配体,Cd(NO3)2·4H2O为金属盐,采用溶剂热法在水/DMF溶剂体系中合成了一例Cd(Ⅱ)有机骨架化合物[Cd2(H2-DHBDC)2(BIB)2]n(CCDC:1471258),其结构和性能经红外光谱仪(FT-IR)、单晶X-射线衍射仪(SCXRD)、粉末衍射仪(PXRD)、元素分析(EA)、热重分析仪(TGA)和荧光分光光度计(FS)表征。结果表明:化合物属三斜晶系,P-1空间群。Cd^2+与H2DHBDC2-通过配位键形成了二维层状结构,进一步通过BIB双氮辅助配体形成了三维网络结构;化合物的骨架在364℃时开始坍塌,热稳定性较好;激发波长为376 nm时,化合物在发射波长500 nm处具有良好的光致发光性能。     

两个基于Cd(Ⅱ)金属有机骨架化合物在金属离子和有机分子发光传感中的应用

合成了2个镉（Ⅱ）金属有机骨架化合物{[Cd（L）（fma）]·0.5H₂O}_n（1）和{[Cd（L）_0.5（sdb）]·DMF}_n（2）（L=E,E-2,5-二己氧基-1,4-双（2-乙烯-吡啶基）苯,H₂fma=延胡酸,H₂sdb=4,4''-磺酰基二苯甲酸）,研究了它们在金属离子和有机分子的发光传感中的应用。结果表明,Fe³⁺对配位聚合物1和2的发光强度有明显的猝灭作用。此外,聚合物1和2还对水杨醛具有明显的猝灭能力。