MOF合成与功能应用PPT文档.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,1,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,2,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,3,MOF合成,配位化学软硬酸碱规则构筑稳定MOF,Dawei Feng,Hong-Cai Zhou,*et al.Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,10307,P,CN,P,orous,C,oordination,N,etwork,4,稳定,MOF,简介,MIL-101,系列,ZIF-8,系列,PCN-222,系列,5,稳定,MOF,简介,G.Frey,et al.,Science,2005,309,2040-2042,MIL-101,对各种溶剂稳定，中性、酸性条件下水稳定。,MIL,M,at,e,rial,I,nstitut,L,avoisier,6,稳定,MOF,简介,ZIF-8,Z,eolitic,I,midazolate,F,rameworks,Omar M.Yaghi*,et al.,PNAS,2006,103,10186 10191,7,稳定,MOF,简介,稳定的PCN-22X系列MOF,8,MOF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,药物运输,9,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.,10,气体吸附、储存与分离,CH,4,储存,Yang Peng,Omar K.Farha,*Taner Yildirim,*et al.J.Am.Chem.Soc.2013,135,11887.,11,气体吸附、储存与分离,CO,2,选择吸附与分离,12,气体吸附、储存与分离,CO,2,选择吸附与分离,13,MOF,的催化应用,Satoshi,Horike,，,Jeffrey R.,Long*.J.Am.Chem.Soc.2008,130,58545855,Orange,green,gray,and blue spheres represent Mn,Cl,C,and N atoms,Mn,3,(Mn,4,Cl),3,(BTT),8,(CH,3,OH),10,2,(,1,;H,3,BTT)1,3,5-benzenetristetrazol-5-yl),反应活性中心为配位不饱和的,Mn,2+,I,和,Mn,2+,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,14,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,15,构件纳米复合材料,作为模板合成金属氧化物,16,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。,谢谢,17,