金屬有機骨架MIL-53的合成及表征

商瑀（撫順石化公司烯烴廠高密度聚乙烯車間，遼寧 撫順 113004）

金屬有機骨架MIL-53的合成及表征

商瑀（撫順石化公司烯烴廠高密度聚乙烯車間，遼寧 撫順 113004）

本文選擇了多功能金屬有機骨架配合物MIL-53，它是三維立體結構，具有高孔性和高比表面積，能夠表現出良好的儲氫性能，詳細探討了MIL-53（Al）樣品的合成和表征。主要研究金屬有機骨架MIL-53（Al）的合成及表征，并對合成的樣品進行了IR的表征。

金屬有機骨架；MIL-53（Al）；合成；表征

1 研究背景

金屬-有機骨架化合物（Metal-Organic Frameworks）通常是指有機配體與金屬離子通過自組裝過程形成的具有周期性網絡結構的金屬-有機骨架晶體材料［1-3］。具有高表面積、多孔性、孔尺寸可調等優點，在催化、分離和氣體儲存等方面得到廣泛應用［4-5］。本實驗通過了紅外光譜（IR）表征手段對金屬有機骨架配合物進行常規分析檢測。對合成的MIL-53（Al）樣品進行了IR表征。

2 實驗部分

2.1 MIL-53的合成

MIL-53的合成方法簡單，主要是以溶劑熱的方法合成，通過改變金屬活性中心共合成了兩種MIL-53，即MIL-53（AL）。MIL-53（AL）的合成是稱取一定配比的Al（NO3）3·9H2O和對苯二甲酸放入燒瓶中，再加入一定量的去離子水，攪拌30-50分鐘，然后放入有聚四氟內襯的不銹鋼反應釜中，220℃反應三天，過濾干燥，得到MIL-53as。

2.2 MIL-53的表征

MIL-53有三種狀態：MIL-53（Al）as在在空氣中加熱到330℃得到MIL-53（Al）ht，然后在是室溫下吸水得到MIL-53（Al）lt。通過紅外表征手段對MIL-53（Al）as、MIL-53（Al）ht進行了表征。

2.3 紅外光譜分析

紅外光譜分析是表征有機基團特性的有力的手段。對較適宜條件下合成的樣品MIL-53（Al）進行了紅外光譜分析，如圖1。

如圖1紅外圖譜表明：以MIL-53（Al）為例解析一下紅外譜圖：MIL-53（Al）as和MIL-53（Al）ht在1730-1690 cm-1范圍內沒有出現吸收峰，說明配合物中對苯二甲酸配體上的羧基（COOH）已完全去質子化。MIL-53（Al）as在1588 cm-1和1508 cm-1出現了強的吸收峰，可歸屬為羧酸根的不對稱伸縮振動，1449cm-1和1405 cm-1可歸屬為羧酸根的對稱伸縮振動。MIL-53（Al）as比MIL-53（Al）ht在1700 cm-1處多一個吸收峰，可歸屬為在孔道中自由的對苯二甲酸分子，而在高溫焙燒的過程中分解，所以MIL-53（Al）ht中沒有這個吸收峰。從以上的IR圖可以看出較適宜條件下合成的樣品與標準的MIL-53的IR譜圖一致，證明合成的樣品是純的MIL-53。

圖1 MIL-53（Al）as和MIL-53（Al）ht的紅外譜圖Fig.1 IR spectra of samples MIL-53（Al）as and MIL-53（Al）ht

3 結語

用水熱合成法合成了MIL-53（Al），并對他進行了表征。結果表明合成的樣品是純的MIL-53。在經過焙燒處理后，客體分子對苯二甲酸能完全脫除，而它們能保持骨架的穩定性不變。MIL-53（Al）的骨架的熱穩定溫度是500℃左右，而且MIL-53（Al）ht的比表面積是1152.2±16.1 m2/g。

［1］方千榮.多孔及手性金屬-有機骨架化合物的合成，結構與性能研究［D］.中國博士學位論文全文數據庫，2007，（06）.

［2］N.R.Champness，M.Schroder，et al.Current Opinion in Solid State［J］.Materials Science，1998，3，419～423.

［3］魏文英.新型金屬有機骨架的合成、結構表征及催化性能［D］.中國博士學位論文全文數據庫，2005，（02）.

［4］A.F.Wells.Three Dimensional Nets and Polyhedra［R］.New York，1977.

［5］A.F.Wells.Structrual Inorganic Chemistry，5thed［R］.Ox?ford Univ.Press，1983.