金屬有機骨架材料MOFs 的結構及合成研究

楊 岳，關成立，曾 取，黎碧英

（陽江職業技術學院，廣東 陽江 529566）

隨著工業的快速發展，水污染問題日趨嚴重。水體中存在各種各樣的污染物，其中持久性有機污染物具有有毒、致畸、致癌等特性，亟需開發能有效去除有機污染物的方法。吸附法因成本低、操作簡便、處理效率高等優點被廣泛使用，而不同吸附劑的吸附性能、再生性能及吸附選擇性均有所區別，主要與吸附劑的比表面積、孔結構及活性位點等相關[1]。傳統的吸附劑包括活性炭等碳系吸附劑，以及高嶺土、沸石分子篩等材料。但這類材料的孔隙度及對有機污染物的吸附能力有限，需對其進行改性以提高其吸附性能[2]。金屬有機骨架材料（MOFs）是繼沸石和碳納米管之后的又一類重要的新型三維結構多孔材料，因其合成方法多樣、比表面積較大、孔徑發達、活性位點多等特點而發展迅速，在催化、電化學、吸附、氣體儲存及分離等領域均應用廣泛[3]。

1 MOFs 的結構特點

1.1 多孔性

MOFs 材料的孔徑主要有兩類，一類是介孔，以Cu2(PZDC)2(DPYG) 為 代 表，孔 徑 在3.8～28.8nm 范圍內；另一類為小孔，以Zn4O(TPDC)3為代表。同時，MOFs 因其有機配體的形狀和結構的不同，還具備多種孔形狀。通過選擇不同的有機配體，可控制MOFs 的孔徑與結構，從而人為控制其比表面積和孔隙率，以滿足不同的使用要求。

1.2 大比表面積

高比表面積的多孔材料的合成難度較大，而MOFs 的優勢較為明顯。有研究者利用多齒型羧基有機物與金屬相互配合來制備新型MOFs，其比表面積可達3000m2·g-1。在此基礎上，研究者又合成出Zn4O(BTB)2(MOF-177)，其比表面積高達4500m2·g-1，且因含有超大空隙，可鍵合多環有機大分子。……