金属-有机骨架材料(Metal-organic Frameworks, MOFs)是一种由有机配体与金属离子配位而成的具有周期性网格结构的晶态多孔材料,又称为多孔配位聚合物
与传统的类沸石化合物、多孔碳、多孔金属氧化物等多孔材料相比,MOFs材料有更大的比表面积、孔容和孔隙率,孔径可调,骨架结构多样且可设计,含不饱和金属配位和组成可修饰等特点
近年来,关于金属有机骨架材料的研究已从最初的晶体结构的设计合成、结构表征向性能探索和功能研发转变
MOFs是一种具有丰富拓扑结构和多种物理化学性质的功能材料,在催化、气体吸附分离存贮、光电磁材料和传感等方面有广阔的应用前景[1,2]
MIL-53(Al)最早由Ferey小组于2004年合成,其比表面积达到930-1280 m2/g
这种材料具有一种特殊的骨架呼吸效应(Breathing effect)[3],在吸附一些极性分子时能调节孔道形状和尺寸,即在吸附客体分子后的窄孔(Narrow pore, np) 和活化脱附后的大孔(Large pore, lp)之间可逆转变,且在整个过程中保持完整的骨架结构
MIL-53(Al)具有较高的比表面积和特殊的孔呼吸作用,在分子吸附和分离方面有巨大的应用潜力
在金属有机骨架材料的传统合成方法中,一般使用可溶性金属盐类如硝酸盐和氯盐作为金属源,在水热或溶剂热条件下与有机配体自组装晶化
MIL-53(Al)的合成方法,是以硝酸铝为金属盐用水热法(220℃)与配体对苯二甲酸反应
在合成过程中对苯二甲酸与铝离子配位晶化的同时脱去羧基上的质子,导致溶液的酸度极大
可溶性硝酸盐的使用,也使体系中有大量具有强氧化性的硝酸副产物
在规模化生产金属有机骨架材料MIL-53(Al)时,这些合成条件对原料的安全性和反应设备的耐腐蚀性提出了较高要求,在一定程度上限制了该材料的规模化合成与应用
目前,发展更加安全、经济和绿色的合成方法,成为金属有机骨架材料的发展方向和研究热点之一
基于此,本文以三种水不溶性铝源氧化铝、氢氧化铝和勃姆石为金属源,在水热条件下制备MIL-53(Al),并采用加热活化的方法避免使用N,N-二甲基甲酰胺等有机溶剂
根据配位反应机理分析,在制备过程中氧化铝和氢氧化铝中和了羧酸配体脱下的质子,从而反应副产物为水,有效控制了体系的酸度
勃姆石(Boehmite),是天然铝土矿的主要成分
声明：
“水不溶性铝源合成金属有机骨架MIL-53(Al)及其对洛克沙胂的吸附” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：侯书亮,卢慧宫,顾逸凡,马小亮,吴一楠,王颖,李风亭
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2025年06月06日 ~ 08日 
