多孔金属有机骨架材料储氢性能分子模拟

采用优化的DREIDING力场参数, 通过巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法对H₂在IRMOF-1、IRMOF-61和IRMOF-62共3种金属有机骨架(MOFs)材料中的吸附平衡性能进行了比较研究. 结果表明, 该力场能够在全压力范围内很好地复制H₂在IRMOF-62材料中的等温吸附曲线; 但对低压下H₂在IRMOF-61中的等温吸附曲线预测出现低估. 与IRMOF-1相比, 具有互穿骨架结构的IRMOF-61和IRMOF-62材料在常温下的储氢能力并无明显提高. 进一步比较77 K时100 kPa、3.0 MPa下H₂在上述MOFs材料中达到吸附平衡时的几率密度分布发现, H₂会优先吸附在Zn₄O骨架附近靠近苯环的位置;对具有互穿结构的MOFs材料而言,由于其孔腔尺寸缩小, 使得H₂优先吸附位区域零散化. 适当长度的有机配体形成的互穿骨架结构能增强与H₂分子之间的相互作用, 具备较高的储氢能力; 而有机配体尺寸过长则会增加骨架结构中H₂吸附死角, 对H₂的吸附能力反而出现下降.     

金属有机骨架化合物（MOFs）作为储氢材料的研究进展*

氢的储存对于21世纪氢经济时代的发展至关重要。金属有机骨架化合物（MOFs）因具有纯度高、结晶度高、成本低、能够大批量生产和结构可控等优点,在气体存储尤其是氢的存储方面展示出广阔的应用前景。本文详细综述了近年来MOFs类化合物（MOF-5、IRMOFs和MMOMs）作为储氢材料的研究进展,介绍了各种用于改善MOFs材料储氢性能的结构改性方法,总结了MOFs储氢材料在理论模拟计算方面的研究进展,并指出了MOFs储氢材料目前存在的不足和发展方向。     

金属有机骨架材料在催化中的应用

金属有机骨架(MOFs)材料是一种相对新型的多孔材料,由于其结构的多样性、可设计性、可剪裁性以及超高的比表面积,近年来吸引了广泛的研究兴趣,并在很多领域展现了潜在的应用前景.特别是在催化方面的应用更受到了强烈的关注.本文的前两部分主要以催化活性位点的来源进行分类,包括配位不饱和金属中心、功能性有机配体、化学修饰接入功能位点以及嵌入在MOFs孔内的金属配合物或金属纳米颗粒等,总结了近几年来MOFs及其复合材料在多相催化方向取得的一些进展.同时在后面两部分也简要地介绍了MOFs在光催化及以MOFs为模板构筑的多孔纳米材料在催化(特别是电催化)方面的一些应用.最后,对MOFs在催化方面的应用前景做了展望.     

多孔有机骨架材料对顺式二醇化合物富集分离的研究进展

基于在碱性环境下硼酸能与顺式二醇化合物可逆共价结合形成稳定的五元或六元环酯,而在酸性环境下环酯开环释放顺式二醇化合物这一特性,设计合成高效、高选择性、高富集性能的硼亲和材料的研究备受关注。近年来,许多研究工作者合成了各种类型的硼亲和材料,应用于高选择性富集顺式二醇化合物。金属有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COFs)由于具有孔径可调、高孔隙率、高比表面积、骨架结构可调和化学及热稳定性良好等特点,被广泛应用于色谱分离和样品前处理领域。为赋予MOFs和COFs材料对顺式二醇化合物的富集选择性,各种不同结构和不同种类的硼酸修饰的MOFs和COFs被合成出来。该综述主要是对近几年来80余篇源于科学引文索引关于硼酸功能化MOFs和COFs的种类、合成方法及其应用文章的总结,包括“金属配体-片段共组装”“合成后修饰”和“自下而上”的硼酸功能化多孔材料的修饰策略,以及硼酸功能化MOFs和COFs的种类,介绍了其在化学分析和生物分析领域的发展概况和应用前景,客观评价了硼酸功能化MOFs和COFs的区别和优缺点。该文旨在让研究人员能够充分了解近几年硼酸功能化多孔有机骨架材料的研究现状、掌握合成思路和方法,为其应用提供一定的理论指导和技术支撑,为加快硼酸功能化多孔有机骨架材料的商业化脚步贡献绵薄之力。     

金属有机骨架材料的合成及应用

金属有机骨架(MOFs) 材料是目前研究很热的一种新功能材料。本文讨论了金属有机骨架材料的设计原理、制备过程、骨架结构的影响因素以及骨架合成的发展状况,总结了金属有机骨架材料在催化剂、气体的储存和分离方面的应用,并对这种新型多功能材料在设计、合成与应用中的广阔前景做了展望。     

三维金属有机骨架微孔晶体化合物Cd5(BTC)4(H2O)8·6H2O的合成与晶体结构

通过改变合成条件合成了最大宽度达到2.6 nm的特殊“Z”字形孔道的新型金属有机骨架微孔晶体化合物Cd5(BTC)4(H2O)8·6H2O, 并通过ICP、元素分析、热重(TGA)和X射线单晶衍射分析对其进行了表征.     

由含铝金属有机骨架材料制备的多孔碳在锂硫电池中的应用

采用水热法制备了一种含铝金属有机骨架材料, 其在高温下发生炭化得到多孔碳, 最后与硫复合制得锂硫电池正极材料. XRD图谱显示在高温炭化时多孔碳样品出现了部分石墨化. N₂等温吸附-脱附测试分析显示合成的多孔碳材料含有微孔和介孔结构. 对不同载硫量的锂硫电池进行了充放电性能测试, 结果显示S质量分数为46.3%的样品在0.01 C倍率下首次放电容量达到1272 mA·h/g; 在0.1 C倍率下首次放电容量为934 mA·h/g, 循环性能良好.     

金属有机骨架材料在轻烃分离中的应用

金属有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属离子或金属簇通过与有机配体自组装而形成的新型材料。近年来,金属有机骨架材料在轻烃(包括甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、丙烯和丙烷)分离方面引起了广泛兴趣。本文简要地介绍了多种金属有机骨架材料分离不同轻烃气体的最新研究进展,并对影响分离效果的因素与研究前景进行了总结和展望。     

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...     

金属有机骨架材料MIL-101及其改性材料去除环境污染物的研究进展

目前我国水环境以及空气面临着严峻的污染形势,许多危害人身体健康的污染物亟待治理。 金属有机骨架作为目前新兴的多孔材料,具有高孔隙率、高比表面积、结构可调性以及不饱和金属位点等特点。 这使得金属有机骨架材料具有一定的环境污染物去除能力。 围绕对苯二甲酸铬金属有机骨架材料(MIL-101)及其功能化修饰的改性材料的结构信息展开,总结了材料的主要合成方法,对功能化修饰的方法和原理进行分析,重点分析了这种材料在环境污染物去除等方面的应用研究进展,包括它在重金属离子、农药、抗生素、有机染料、碘离子等污染物的吸附处理领域的应用, 以及在污染物的监测和环境风险预警方面的应用潜力。 指出了材料在制备成本、反复利用次数、污染物后续处理等方面仍然存在的问题。     

多孔金属有机框架的组装与性能研究进展

对多孔金属有机框架的组装及其对气体的吸附性能的研究进展进行了评述,并对磁性和手性多孔金属有机框架进行了介绍.     

Solvothermal Synthesis and Crystal Structure of a Zn（II） Microporous Metal-organic Framework

A novel three-dimensional Zn(Ⅱ) coordination polymer, Zn3(C2H2N3)4(SiF6), has been synthesized under solvothermal conditions using 1H-1,2,4-triazole-3-carboxylic acid and zinc fluoride as the starting materials. The complex has been characterized by elemental analysis, IR, TG analysis and single-crystal X-ray diffraction analysis. The complex crystallizes in the tetragonal I4/mmm space group with a=11.592(0), c=7.526(1), V=1011.3(2)3 , Z=2, Mr=610.46, Dc=2.005 g/cm3 and F(000)=596. The final R=0.0312 and wR=0.067 for 319 observed reflections with I>2σ(I). In the title complex, the Zn centers are interconnected by μ 3 -bridging triazole ligands to form a microporous three-dimensional metal-organic framework.     

新型储甲烷金属-有机骨架材料的设计

针对迄今具有最大甲烷存储量的金属-有机骨架(MOF)材料PCN-14, 采用质心分布图研究了甲烷在其中的吸附机理. 结果表明, PCN-14中主要存在两个吸附位, 并且有机配体对材料吸附甲烷有着重要影响. 因此, 通过改变有机配体的类型, 设计了对甲烷具有更高吸附性能的新型MOF材料PCN-M. PCN-M在3.5 MPa下、290 K时对甲烷的吸附量达到了257 V/V, 比PCN-14增加了12%; 298 K时对甲烷的吸附量达到了241 V/V, 超过了DOE标准180 V/V的34%. 此外, 本工作表明了改变有机配体是改善材料存储甲烷能力的一种可行方法, 为合成高甲烷储存量的新MOF材料提供了理论依据.     

硼-锗骨架无机微孔材料研究进展

作为潜在的新型功能材料，硼-锗骨架微孔化合物近年来得到科学家的普遍关注。本文从结构化学的角度，分别讨论了硼酸盐、锗酸盐及硼锗酸盐研究体系，并对其中的典型结构进行了描述、归类与总结；针对硼、锗易成簇聚集的特点，探讨了硼-锗骨架无机微孔化合物研究的发展趋势。     

Materials Formed by Combining Inorganic Glasses and Metal-Organic Frameworks

Here, we propose the combination of glassy or crystalline metal-organic frameworks (MOFs) with inorganic glasses to create novel hybrid composites and blends.The motivation behind this new composite approach is to improve the processability issues and mechanical performance of MOFs, whilst maintaining their ubiquitous properties. Herein, the precepts of successful composite formation and pairing of MOF and glass MOFs with inorganic glasses are presented. Focus is also given to the synthetic routes to such materials and the challenges anticipated in both their production and characterisation. Depending on their chemical nature, materials are classified as crystalline MOF-glass composites and blends. Additionally, the potential properties and applications of these two classes of materials are considered, the key aim being the retention of beneficial properties of both components, whilst circumventing their respective drawbacks.     

铕基金属有机框架材料从混合染料中选择性分离亚甲基蓝

利用紫外-可见吸收光谱和粉末X射线衍射等技术, 通过染料吸附实验、 混合染料吸附实验、 吸附动力学实验和循环吸附实验, 研究了一种铕基金属有机框架材料从混合染料水溶液中选择性分离亚甲基蓝的性能与机理. 研究结果表明, 该材料对亚甲基蓝的最大吸附量为20 mg/g, 在12 h内可完成对亚甲基蓝的选择性吸附, 且可以循环使用3次以上. 混合染料吸附实验结果表明, 该材料的吸附选择性源于孔道的静电作用与尺寸排斥效应.     

Two New Metal-organic Frameworks Constructed from 3,4,5-Substituted-1,2,4-Triazole Ligands

Two new complexes,[Zn（L1）2（SCN）2]·H2O（1,L1 = 3,5-dimethyl-4-p-tolyl-4H1,2,4-triazole and [Cd3（L2）6（SCN）6]（2,L2 = 3,5-dimethyl-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole）,have been hydrothermally prepared and characterized by single-crystal X-ray diffraction,IR spectroscopy,elemental analysis and PXRD.Complex 1 crystallizes in monoclinic,space group P21 /n with a = 11.246（13）,b = 9.640（11）,c = 26.13（3）,β = 100.97（3）,V = 1108.5（3） 3,Z = 4,C24 H28 N8 OS2 Zn,Mr = 572.02,Dc = 1.366 g/cm3,μ = 1.065 mm-1,S = 0.992,F（000） = 1184,the final R = 0.0602 and wR = 0.1700 for 2925 observed reflections（I 2σ（I））.Complex 2 crystallizes in triclinic,space group P1 with a = 11.6669（3）,b = 12.0957（2）,c = 14.3674（3）,α = 105.380（3）,β = 91.020（2）,γ = 92.4100（10）o,V = 1952.30（7）3,Z = 1,C66H66N24S6Cd3,Mr = 1725.08,Dc = 1.467 g/cm3,μ = 1.025 mm-1,S = 1.037,F（000） = 870,the final R = 0.0336 and wR = 0.0946 for 7819 observed reflections（I 2σ（I））.In the title complexes,complex 1 is a mononuclear molecule where the centre Zn（II） coordinates to two 3,4,5-substituted 1,2,4-triazole ligands（L1） and two terminal SCN-anions in a tetrahedral environment while six-coordinated centre Cd（II） atoms with octahedral geometry in complex 2 are bridged by virtue of substituted 1,2,4-triazole（L2） in N1,N2-bridging mode and μ2-N,N-SCN-anions into a trinuclear molecule.     

金属有机框架(MOFs)材料在锂离子电池及锂金属电池电解液中的应用

总结了金属有机框架(MOFs)材料在锂离子电池电解液中的研究进展.通过归纳锂离子电池长期存在的一些缺陷,随后将MOFs材料作为离子筛、人造负极保护层、准固态电解质以及用来调节电解液构型,使得锂离子电池的性能得到显著提升.最后,基于MOFs材料本身的特性,还对MOFs材料在电化学储能领域中的后续应用进行了合理地前瞻性展望...     

C3对称性芳香三羧酸配体构筑的稀土-有机骨架化合物的合成、结构及荧光性质

以稀土离子(La,Ce,Pr,Nd)与具有C3对称结构的芳香羧酸配体N,N’,N″-三(4-苯甲酸基)-1,3,5-苯三甲酰胺(BTMC)为构筑单元,合成了4个同构的三维非穿插金属-有机骨架化合物[Ln(BTMC)(DMF)]·3H2O·2.5DMF[Ln=La(1),Ce(2),Pr(3),Nd(4)].采用单晶X射线衍射、粉末X射线衍射(PXRD)、红外光谱和热重分析对其结构及稳定性进行了表征,并测试了它们捕获不同金属离子(La3+,Ce3+,Pr3+,Nd3+,Cd2+,Cr3+,Cu2+)及吸附染料甲基橙和曙红的固态荧光光谱变化.结果表明,化合物对金属离子及染料均有一定吸附作用,捕获Cr3+后荧光强度变化最大,说明对Cr3+具有较好的识别作用.