金属-有机框架材料的MOFs的特点

1. 金属-有机框架材料的MOFs的特点

 孔隙是指除去客体分子后留下的多孔材料的空间。多孔性是材料应用于催化、气体吸附与分离的重要性质。材料的孔径大小直接受有机官能团的长度影响，有机配体越长，除去客体分子后材料的孔径越大。在实际应用中，选择不同的有机配体可以得到不同孔径大小的材料，气体吸附与分离一般选择孔径相对小、孔隙率高的MOFs材料;催化应用则选择孔径大的MOFs材料。此外，对于蛋白质或肽段的吸附与分离，可根据材料的分子筛效应和性质，对其按分子的大小或相互作用力的不同进行分离。比表面积是评价多孔材料催化性能、吸附能力的另一重要指标，因此人们不断改变MOFs材料金属中心和连接臂的主要目的之一就是使材料具有更大的比表面积。例如，Yaghi小组 合成的较早的MOFs材料MOF-5，其比表面积约为 3 000 m/g; 2004年，他们报道的MOF-177 ，比表面积可达到 4 500 m/g，是当时报道的MOFs材料中比表面积最大的一种;2010年，他们合成出MOF-210 ，其BET比表面积达 6 240 m/g， Langmuir比表面积更高达 10 400 m/g，这个值已经接近固体材料比表面积的极值。 由于二甲基甲酰胺（DMF）、水、乙醇等小溶剂分子的存在，未饱和的金属中心与其进行结合来满足配位需求，经过加热或真空处理后可以去除这些溶剂分子，从而使不饱和金属位点暴露。这些暴露的不饱和金属位点可以通过与NH3、H2S、CO2等气体配位而达到气体吸附和分离的作用，也可以与带有氨基或羧基的物质进行配位，从而使MOFs材料作为药物载体或肽段分离的有效工具;此外，含有不饱和金属位点的MOFs材料亦可作为催化反应的催化剂加速反应的进行。