MIL-n材料MIL-53的吸附以及合成

法國以Ferey為首的拉瓦錫研究小組也做了大量的有關(guān)MOFs的研究工作。從20世紀(jì)90年代開始，他們就選擇了一系列鑭系金屬和過渡金屬元素與戊二酸、琥珀酸等二羧酸配體合成了MIL-n系列材料。后來他們突破二價(jià)金屬的限制，選擇三價(jià)的釩、鐵、鋁、鉻等金屬與對(duì)苯二甲酸、均苯三酸合成了結(jié)構(gòu)性質(zhì)獨(dú)特的MOFs。?

MIL-53是在水熱條件下得到的鉻的對(duì)苯二甲酸鹽。八面體的鉻原子通過對(duì)苯二甲酸連接形成一維的孔道結(jié)構(gòu)。在高溫下煅燒可以去除孔道中雜亂排列的對(duì)苯二甲酸分子。MIL-53能夠可逆吸附水分子，可逆吸附的過程中孔的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生膨脹和收縮(如圖4所示)。其原因歸結(jié)于水可以通過氫鍵和骨架連接。?

圖4??MIL-53吸附、脫附水分子后孔結(jié)構(gòu)的變化?

在～系列MIL-n材料中，MIDl00[15]和MIL-101[16]的結(jié)構(gòu)較為**。MIDl00和MIL-101是金屬Cr3+分別與均苯三酸(BTC)、對(duì)苯二甲酸(BDC)以質(zhì)量比1:1的配比合成的具有相同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的兩種物質(zhì)。3個(gè)Cr3+形成的三聚體通過與BTC或者BDC進(jìn)行連接，在空間形成大的四面體(內(nèi)部直徑分別為6.6×10-10?m和 8.7×10-10m)，其中4個(gè)頂點(diǎn)被三聚體占據(jù)，而BTC在四面體的面上，BDC在四面體的邊上。這些大的四面體在空間中通過共用氧原子形成更大的籠狀結(jié)構(gòu)(如圖5所示)，其孔徑能達(dá)到介孔的范圍(MIL-100的大孔容孔徑為2.5×10-9?m～2.9?×10-9?m，MIL-101的孔徑為3.0×10-9?m～3.4×10-9?m)。MIL-101是**發(fā)現(xiàn)的比表面積比較大的物質(zhì)，其比表面積可達(dá)到5900?m2/g，在8?MPa、77?K下，儲(chǔ)氫量可達(dá)到6.1％。?

小編zhn2021.09.18