MOF合成与功能应用课件.ppt

1、MOF合成与功能应用卢磊磊、周宇、刘恒劼徐海群、周玉晓、胡应立、钱飞进MOF简介 Metal Organic Framework 主要特点：1）结晶本性结构可确定、孔均一性2）可设计的丰富的结构类型3）可调节的化学多功能性4）低密度、永久孔洞、超高的比表面积5）可功能化的孔空间MOF合成丰富多变的可设计配体： 含羧基配体 含氮配体不同功能的金属离子MOF合成 配位化学软硬酸碱规则构筑稳定MOFDawei Feng, Hong-Cai Zhou,* et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 10307PCN Porous Coordination Networ

2、k稳定MOF简介MIL-101系列ZIF-8系列PCN-222系列稳定MOF简介G. Frey,et al. Science 2005, 309, 2040-2042MIL-101对各种溶剂稳定，中性、酸性条件下水稳定。MIL Material Institut Lavoisier稳定MOF简介ZIF-8Zeolitic Imidazolate FrameworksOmar M. Yaghi*,et al. PNAS, 2006, 103, 10186 10191 稳定MOF简介 稳定的PCN-22X系列MOFMOF功能应用主要应用： 气体储存与分离 催化 传感 作为载体或模板构筑新材料 药物

3、运输气体吸附、储存与分离目前常压储氢记录：吸附焓：310 kJ/mol太低，导致常温储氢能力弱。吸附作用位点：不饱和金属配位中心，苯环等。Krautscheid H. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 10344.气体吸附、储存与分离CH4储存Yang Peng, Omar K. Farha,* Taner Yildirim,* et al. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11887. 气体吸附、储存与分离 CO2选择吸附与分离气体吸附、储存与分离 CO2选择吸附与分离MOF的催化应用Satoshi Horike，Jeff

4、rey R. Long*.J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 58545855Orange, green, gray, and blue spheres represent Mn, Cl, C,and N atomsMn3(Mn4Cl)3(BTT)8(CH3OH)102 (1; H3BTT ) 1,3,5-benzenetristetrazol-5-yl)反应活性中心为配位不饱和的Mn2+ I和Mn2+ II位（lewis酸性位点）尺寸选择效应：增大反应物分子，活性降低，说明反应发生在孔内硅氰化反应硅氰化反应构件纳米复合材料直接碳化，形成多孔碳材料 利用MOF孔洞形成碳纳米管构件纳米复合材料作为模板合成金属氧化物总结 合作前景： MOFs的合成与性能研究是多学科交叉的前沿研究，其内容涉及无机化学、材料化学、有机化学以及物理化学等多个学科与领域。 应用广泛： 气体储存与分离、催化、传感、作为载体或模板等,有着广阔的应用前景。