金屬有機骨架化合物的合成方法及應用進展

徐文媛，汪焱，李素穎，顏菲，楊紹明，方智利，陳曦，吳曉欣，郭贊如

(華東交通大學 材料科學與工程學院，江西 南昌 330013)

金屬有機骨架化合物(MOFs)，也稱為多孔配位聚合物(PCPs)，是由無機金屬離子與剛性有機配體通過配位鍵相互交替連接而成的具有周期性網絡結構的多孔晶態材料[1]。Yaghi和Li等于1995年在Nature上首次報道了一個由Co和1，3，5-苯三甲酸合成的二維結構，將其命名為MOF[2]。在1999年，Yaghi等又報道了以金屬Zn和1，4-苯二甲酸合成了MOF-5[3]。與傳統的沸石分子篩、多孔碳和多孔硅等材料相比較，MOFs具有高比表面積、多孔、可功能化等優勢[4]。本文結合了一些具有代表性的例子，對MOFs的合成方法與應用進行綜述，并對未來前景進行了展望，為今后有關MOFs的研究提供參考[5]。

1 MOFs的合成方法

1.1 機械化學法

機械化學法是指在較少或者不使用有機溶劑的條件下，借用機械外力的作用(如擠壓、研磨、剪切等手段)，對反應物施加了機械能，進而誘導其物理性質改變和產生化學反應。Chen等利用機械化學合成法，調整添加溶劑的種類、用量和研磨時間等參數，成功地合成了銅基MOF-505。隨后該課題組對MOF-505的合成工藝做了進一步的優化，用Cu(OAc)2·H2O和H4bptc為原料，控制輔助劑N，N-二甲基甲酰胺用量為0.4 mL和研磨時間為80 min，改進得到BET比表面積為997 m2/g的MOF-505-K，在298 K和100 kPa條件下，MOF-505-K可吸附2.01 mmol/g的CO2，具有很好的工業前景[6]。Bellusci等[7]利用氯化鈉為分散劑，通過球磨誘發氯化鐵和氫氧化鈉之間的化學反應，獲得氧化鐵納米顆粒；接著加入水合三氯化鐵、乙醇溶液和1，3，5-均苯三羧酸進行輔助研磨，制備得到了由氧化鐵顆粒被包裹在MOFs基質中的磁性框架復合物材料。……