金属-有机框架材料的概述

1. 金属-有机框架材料的概述

金属-有机框架（英文Metal-Organic Frameworks），简称MOFs，是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。 [Zn4O(BDC)3](DMF)8(C6H5Cl)（MOF-5，H2BDC = 1,4-苯二甲酸，DMF = N,N-二甲基甲酰胺）的合成与表征 具有开创性意义，它是一个典型的MOFs 材料。在MOFs 中，有机配体和金属离子或团簇的排列具有明显的方向性，可以形成不同的框架孔隙结构，从而表现出不同的吸附性能   、光学性质   、电磁学性质  等。MOFs 在现代材料学方面呈现出巨大的发展潜力和诱人的发展前景。

2. 金属有机框架属于什么化学

早在上个世纪90年代初期Hoskins 和 Robson[1,2]已经开始研究金属有机框架化合物（其孔隙率和化学稳定性都不高）。由于MOFS材料高的孔隙率，好的化学稳定性，可再生性，合成过程和仪器简单以及其迷人的框架结构，潜在的实用价值，使其受到了化学工作者的广泛关注。在近十几年里已经成为化学学科中发展最快的领域（图1），不过由于结构表征以及性能测试方面的限制，增加了MOFS研究的一些难度，但这并不会影响他以后的发展，它仍然具有非常广阔的发展前景[3]。



1-12分别代表2000-2011年

所谓金属有机框架（metal-organic-frameworks）就是指由金属离子或金属簇与含有O、N 原子的有机配体(大部分是吡啶，芳香羧酸类的配体)自组装而成的具有周期性网络结构的配位聚合物[4]，它与高分子聚合物，无机聚合物及碳基材料不同，它具有许多优点，一，由于是由有机配体和金属离子组成，所以它无形中将有机化学，无机化学，配位化学等多个学科联系起来；二，由于是晶体化合物，所以具有高度的有序性、良好的热稳定性及化学稳定性；三是结构能够具有高度的可设计性；四，通过对有机配体的修饰，可以对孔道及表面进行功能化修饰，使其能够满足选择性吸附、催化或实现多功能化[5]；五，金属有机框架化合物的合成比较简单，金属与羧酸或氮杂环反应比较容易。

至今大多数MOFS使用的芳香族的羧酸都是多酸，它们的配位模式多种多样 ，由于反应过程中环境条件的不同，配位的方式也有所不同（图2：以联苯二酸为例）。吡啶类的配位模式比较单一（4,4'-联吡啶），且配位能力与羧酸相比弱一些，构筑的框架结构热稳定性能比羧酸的差一些，因此很多框架材料是用羧酸和吡啶类的混合双配体来做的。

1是手性MOFS  2是所有的MOFS

3. 金属-有机框架材料的介绍

金属-有机框架（Metal-Organic Frameworks），简称MOFs，是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。

4. 金属-有机框架材料的表征方法

基础方法：单晶X射线衍射分析其他常规表征方法：粉末X射线衍射分析、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、元素分析、热分析等。功能材料测试：吸附、光、电、磁等性质测试

5. 金属-有机框架材料的合成方法

MOFs 通常采用的合成方法 与常规无机合成方法并没有显著不同，蒸发溶剂法、扩散法（又可细分为气相扩散、液相扩散、凝胶扩散等）、水热或溶剂热法、超声和微波法等均可用于MOFs 合成。这些方法中，尤以水热或溶剂热法最为重要，绝大多数MOFs 用水热或溶剂热法合成 。水热或溶剂热法属液相化学法的范畴，是指在密封的压力容器中，以水为溶剂，在高温高压的条件下进行的化学合成方法。

6. 分子筛和金属有机框架材料的异同

一天资讯网
首页 > 知识问答 > 正文
金属有机框架复合材料（有机金属框架材料有何特点）
来源：知识问答2022-10-02 01:18:39
导读 您好,今天飞哥来为大家解答以上的问题。金属有机框架复合材料，有机金属框架材料有何特点相信很多小伙伴还不知道,现在让我们一起来看看吧！...


您好,今天飞哥来为大家解答以上的问题。金属有机框架复合材料，有机金属框架材料有何特点相信很多小伙伴还不知道,现在让我们一起来看看吧！

1、有机金属框架材料的特点1.多孔性及大的比表面积孔隙是指除去客体分子后留下的多孔材料的空间。

2、多孔性是材料应用于催化、气体吸附与分离的重要性质。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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。

8、2.结构与功能多样性MOFs材料可变的金属中心及有机配体导致了其结构与功能的多样性。

9、MOFs材料金属中心的选择几乎覆盖了所有金属，包括主族元素、过渡元素、镧系金属等，其中应用较多的为Zn、Cu、Fe等。

10、不同金属的价态、配位能力不同也导致了不同材料的出现。

11、而对于有机配体的选择，则从最早易坍塌的含氮杂环类配体过渡到了稳定性好的羧酸类配体;在解决了MOFs材料除去客体分子后坍塌的问题后，由于种类繁多的羧酸类配体可供选择及修饰，人们合成了带有一种或多种目的基团的混合MOFs材料 ，不同官能团的组合大大拓宽了MOFs材料的应用范围。

12、3.不饱和的金属位点由于二甲基甲酰胺(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。

13、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。

本文就为大家分享到这里，希望小伙伴们会喜欢。

关键词：
版权声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
上一篇
cdr文件打开空白如何恢复（cdr文件打开空白怎么办）下一篇
最后一页
猜你喜欢
金属有机框架复合材料（有机金属框架材料有何特点）
cdr文件打开空白如何恢复（cdr文件打开空白怎么办）
123我爱你歌词含义（123我爱你歌词什么意思 歌曲完整歌词）
2019新会计准则水利基金计提（计提水利基金会计分录2019）
booking reference怎么查（booking reference）
50多岁中年妇女睡觉脚抽搐（50多岁中年妇女婚外情）
思涵的含义及寓意（思涵的含义是什么）
日本什么时候战败（日本什么时候沉没）
最新文章
金属有机框架复合材料（有机金属框架材料有何特点）
天际通数据服务是什么意思（天际通数据服务是什么）
oppo手机字体大小设置方法（oppo手机字体大小设置）
腰围2尺1是多少厘米28码（腰围2尺1是多少厘米）
cdr文件打开空白如何恢复（cdr文件打开空白怎么办）
大海热线怎么不播了（大海热线）
春节的简介30个字（春节的简介是什么）
春节的简介英文版（春节的简介是什么）
123我爱你歌词含义（123我爱你歌词什么意思 歌曲完整歌词）
星露谷物语海莉暗室会发生什么（星露谷物语海莉行程）
优秀员工自我评价300字（优秀员工自我评价300字）
宝马525和奥迪a6哪个好（宝马525和奥迪a6哪个好）
2019新会计准则水利基金计提（计提水利基金会计分录2019）
南安军译文（南安军文天祥）
阿基米德杠杆原理科普小知识（阿基米德杠杆原理）
object error 怎么解决（object error）
booking reference怎么查（booking reference）
影流之镰技能（影流之镰变身哪个厉害）
机动战士高达nt在哪看（机动战士高达nt百度云）
古藤老树昏鸦小桥流水人家作者（古藤老树昏鸦歌）
50多岁中年妇女睡觉脚抽搐（50多岁中年妇女婚外情）
python代码运行播放器（python代码运行助手）
藏海花第二部全集免费阅读（藏海花第二部）
拆迁法律法规2020先安置后拆迁（拆迁法律法规）
© 2019-2022 All Rights Reserved .一天资讯网 版权所有 . 联系方式：223 720 2586   备案号：渝ICP备2021002616号-23 . 渝公网安备 50010302003594号   网站地图 | 百度地图

7. 金属有机框架与经典配合物分子的共同点

有机金属框架材料的特点
1.多孔性及大的比表面积
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。
2.结构与功能多样性
MOFs材料可变的金属中心及有机配体导致了其结构与功能的多样性。MOFs材料金属中心的选择几乎覆盖了所有金属，包括主族元素、过渡元素、镧系金属等，其中应用较多的为Zn、Cu、Fe等。不同金属的价态、配位能力不同也导致了不同材料的出现。而对于有机配体的选择，则从最早易坍塌的含氮杂环类配体过渡到了稳定性好的羧酸类配体;在解决了MOFs材料除去客体分子后坍塌的问题后，由于种类繁多的羧酸类配体可供选择及修饰，人们合成了带有一种或多种目的基团的混合MOFs材料 ，不同官能团的组合大大拓宽了MOFs材料的应用范围。
3.不饱和的金属位点
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【摘要】
金属有机框架与经典配合物分子的共同点【提问】
有机金属框架材料的特点
1.多孔性及大的比表面积
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。
2.结构与功能多样性
MOFs材料可变的金属中心及有机配体导致了其结构与功能的多样性。MOFs材料金属中心的选择几乎覆盖了所有金属，包括主族元素、过渡元素、镧系金属等，其中应用较多的为Zn、Cu、Fe等。不同金属的价态、配位能力不同也导致了不同材料的出现。而对于有机配体的选择，则从最早易坍塌的含氮杂环类配体过渡到了稳定性好的羧酸类配体;在解决了MOFs材料除去客体分子后坍塌的问题后，由于种类繁多的羧酸类配体可供选择及修饰，人们合成了带有一种或多种目的基团的混合MOFs材料 ，不同官能团的组合大大拓宽了MOFs材料的应用范围。
3.不饱和的金属位点
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【回答】
经典配合物特点：中心离子或原子具有正常的氧化态；形成配位键的配体的孤电子对基本上是定域于金属原子和配位原子之间。【回答】

8. 金属、无机非金属和高分子材料三大材料的结构类型与比较其各自的特点。

有机高分子化合物简称高分子化合物或高分子，又称高聚物，与无机非金属材料、高分子材料并称三大材料。高分子材料一般具有以下特点: 
（1）力学性能：比强度高,韧性高，耐疲劳性好，但易应力松弛和蠕变; 
（2）反应性:大多数是惰性的，耐腐蚀，但粘连时要表面处理，加聚合物共混时需要表面处理，另外，有的高分子材料容易吸收紫外线或红外线及可见光发生降解; 
（3）物理性能：密度小，很高的电阻率，熔点相比金属较低，限制了使用领域高分子化合物的一般具有特殊的结构，使它表现出了非同凡响的特性。例如，高分子主链有一定内旋自由度，可以弯曲，使高分子链具有柔性；高分子结构单元间的作用力及分子链间的交联结构，直接影响它的聚集态结构，从而决定高分子材料的主要性能。 
此外高分子材料可用纤维增强（复合材料）制成高性能的新型材料，可设极性大，部分性能超过金属。当前，高分子材料正趋向功能化，合金化发展，比传统材料有更大的发展空间和更广阔使用的领域。
高分子化合物固、液、气三种存在状态的变化一般并不很明显。固体高分子化合物的存在状态主要有玻璃态、橡胶态和纤维态。固体状态的高分子化合物多是硬而有刚性的物体。无定形的透明固体高分子化合物很像玻璃，故称它为玻璃态。在橡胶态下，高分子链处于自然无规则和卷曲状态，在应力作用下被拉伸，去掉应力又恢复卷曲，表现出弹性。纤维是由高分子化合物构成的长度对直径比大很多倍的纤细材料。 
  通常使用的高分子材料，常是由高分子化合物加入各种添加剂所形成，其基本性能取决于所含高分子化合物的性质，各种不同添加剂的作用在于更好地发挥、保持、改进高分子化合物的性能，满足不同的要求，用在更多的方面。
无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料一般具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。金属材料则一般具有导电、导热、磁性的物理性能，并能表现出一定的强度、硬度和可塑性。