金屬-有機骨架材料(Metal-organic Frameworks, MOFs)是一種由有機配體與金屬離子配位而成的具有周期性網格結構的晶態多孔材料,又稱為多孔配位聚合物
與傳統的類沸石化合物、多孔碳、多孔金屬氧化物等多孔材料相比,MOFs材料有更大的比表面積、孔容和孔隙率,孔徑可調,骨架結構多樣且可設計,含不飽和金屬配位和組成可修飾等特點
近年來,關于金屬有機骨架材料的研究已從最初的晶體結構的設計合成、結構表征向性能探索和功能研發轉變
MOFs是一種具有豐富拓撲結構和多種物理化學性質的功能材料,在催化、氣體吸附分離存貯、光電磁材料和傳感等方面有廣闊的應用前景[1,2]
MIL-53(Al)最早由Ferey小組于2004年合成,其比表面積達到930-1280 m2/g
這種材料具有一種特殊的骨架呼吸效應(Breathing effect)[3],在吸附一些極性分子時能調節孔道形狀和尺寸,即在吸附客體分子后的窄孔(Narrow pore, np) 和活化脫附后的大孔(Large pore, lp)之間可逆轉變,且在整個過程中保持完整的骨架結構
MIL-53(Al)具有較高的比表面積和特殊的孔呼吸作用,在分子吸附和分離方面有巨大的應用潛力
在金屬有機骨架材料的傳統合成方法中,一般使用可溶性金屬鹽類如硝酸鹽和氯鹽作為金屬源,在水熱或溶劑熱條件下與有機配體自組裝晶化
MIL-53(Al)的合成方法,是以硝酸鋁為金屬鹽用水熱法(220℃)與配體對苯二甲酸反應
在合成過程中對苯二甲酸與鋁離子配位晶化的同時脫去羧基上的質子,導致溶液的酸度極大
可溶性硝酸鹽的使用,也使體系中有大量具有強氧化性的硝酸副產物
在規?；a金屬有機骨架材料MIL-53(Al)時,這些合成條件對原料的安全性和反應設備的耐腐蝕性提出了較高要求,在一定程度上限制了該材料的規?；铣膳c應用
目前,發展更加安全、經濟和綠色的合成方法,成為金屬有機骨架材料的發展方向和研究熱點之一
基于此,本文以三種水不溶性鋁源氧化鋁、氫氧化鋁和勃姆石為金屬源,在水熱條件下制備MIL-53(Al),并采用加熱活化的方法避免使用N,N-二甲基甲酰胺等有機溶劑
根據配位反應機理分析,在制備過程中氧化鋁和氫氧化鋁中和了羧酸配體脫下的質子,從而反應副產物為水,有效控制了體系的酸度
勃姆石(Boehmite),是天然鋁土礦的主要成分
聲明：
“水不溶性鋁源合成金屬有機骨架MIL-53(Al)及其對洛克沙胂的吸附” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：侯書亮,盧慧宮,顧逸凡,馬小亮,吳一楠,王穎,李風亭
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2025年07月24日 ~ 26日 
