配位化学文献报告
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MOFs材料简介
MOFs材料特点
• • • • • • •
气体储存 吸附分离 催化 光学材料 磁性材料 药物传输 ……
比表面积大 高孔隙率 孔道可调控 可功能化
5
MOFs材料简介
按组分单元和在合成方面的不同将MOFs材料分 为以下几大类：
网状金属和有机骨架材料，简称 IRMOFs
MOFs 材 料 分 类
Virial fitting of the CO2 adsorption isotherms for ZJU-40
14
文献报告
15
文献报告
结论：
带有高密度路易斯碱性氮位点的MOFs材料MOF(ZJU-40a) 在1巴和298K下对C2H2摄取量达到216 cm3 g−1。 这种超高C2H2摄取能力主要是由于带有路易斯碱性氮位点 吡嗪功能组进入孔表面和其合适的孔径，这证明在MOF材料 上路易斯基本氮位点的掺入加上合适的孔径能大大改善C2H2 的存储能力和提高C2H2/CO2的吸附选择性。
12
文献报告
Figure （2）： C2H2 sorption isotherms of ZJU-40a at 298 K (red) and 273 K (black), respectively
13
文献报告
Figure （3）. Virial fitting of the C2H2 adsorption isotherms for ZJU-40
8. Wen HM, Wang H, Li B, et al. A Microporous Metal-Organic Framework with Lewis Basic Nitrogen Sites for High C2H2 Storage and Significantly Enhanced C2H2/CO2 Separation at Ambient Conditions.[J]. Inorganic chemistry, 2016.
10
文献报告
Table 1:Crystallographic data and structure refinement results for ZJU-40.
11
文献报告
Figure(1)：X-ray single crystal structure of ZJU-40: (a) the 4-connected Cu2(O2CR)4 Paddlewheel unit; (b) one tetracarboxylate ligand connects with four Cu2(O2CR)4 clusters; (c) thehexagonal channels viewed along the c axes; (d) triangular windows viewed along the a axes.Turquoise, red, blue, gray, and white spheres represent Cu, O, N, C, and H atoms, respectively.
类沸石咪唑骨架材料，简称ZIFs 莱瓦希尔骨架材料，简称MILs 孔、通道式骨架材料，PCNs
6
MOFs材料简介
原位 溶剂热法 晶种法 …… 微波法 分层法
7wk.baidu.com
应用领域——气体储存
氢 气
MOF-177
突破DOE储氢目标： 7.5wt.%
CD-MOF-2
二 氧 化 碳
CO2
甲 烷
PCN-14
超过DOE室温体积CH4 储存目标（180v/v） 28%
3
MOFs材料简介
金属离子
周期性网状骨架的多孔材料 配位
自组装
有机配体
20世纪90年代中期，第一代MOFs材料被合成出来 孔径和稳定性受到一定限制 1999年，Yaghi等人合成具有三维开放骨架结构的MOF-5 去除孔道中的客体分子后仍然保持骨架完整 2002年，Yaghi科研组合成IRMOF系列材料 实现MOF材料从微孔到介孔的成功过渡 2008年，Yaghi研究组合成出上百种ZIF系列类分子筛材料
2. J. J. Gassensmith , H. Furukawa, R. A. Smaldone et al. Strong and Reversible Binding of Carbon Dioxide in a Green MetalOrganic Framework. J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 15312-15315 3. P. Falcaro, A. J. Hill, K. M. Nnairn et al. A new method to position and functionalize metal-organic framework crystals. Nat. Commun., 2011, 2, 237-244 4. X.-L. Liu, Y.-S. Li, G.-Q. Zhu et al. An Organophilic Pervaporation Membrane Derived from Metal– Organic Framework Nanoparticles for Efficient Recovery of Bio-Alcohols. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 1-5 5. O. Shekhah, Layer-by-Layer Method for the Synthesis and Growth of Surface Mounted Metal-Organic Frameworks (SURMOFs). Materials, 2010, 3, 1302–1315 6. O. Shekhah, H. Wang, M. Paradinas et al. Controlling interpenetration in metal–organic frameworks by liquid-phase epitaxy. Nat. Mater., 2009, 8, 481-484 7. Y. Yoo, Z. Lai, and H.-K. Jeong, Fabrication of MOF-5 membranes using microwave-induced rapid seeding and solvothermal secondary growth. Microporous Mesoporous Materi., 2009, 123, 100-106
17
谢谢！
应用领域——其他
磁性材料 顺磁性、反磁性
传感器
客体影响MOFs光学和磁学性能
药物传输 药物包埋→孔口修饰官能团→在
不同的外界条件下打开或关闭孔口→药物控制 释放
催化载体 发光材料 。。。。。。。。
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文献报告
用2,5-二溴吡啶分两步合成有机配体: H4L 用H4L与Cu(NO3)2· 2.5H2O采用溶剂热法合成 MOFs材料ZJU-40
8
Ma, S. et al. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1012-1016
Furukawa, H. et al. J. Materi. Chem., 2007, 17, 3197-3204 Gassensmith, J. J. et al. J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 15312–15315;
16
参考文献
1. C. Wang, Z. Xie, K. E. deKrafft et al. Doping MetalOrganic Frameworks for Water Oxidation, Carbon Dioxide Reduction, and Organic Photocatalysis. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13445-13454
带有路易斯基本 N 位点的金属 -有机骨 架 用 于 C2H2 的 存 储 和 显 著 提 高 C2H2/CO2的分离效果
报告人： 鲁群 报告时间：2016-5-25
目
一
二 三 四 五
录
前言
MOFs材料简介 文献报告 小结与展望 参考文献
2
前言
现今，乙炔（C2H2）已被广泛用于合成许多化工产品 和电子材料。如聚氨酯和聚酯塑料等。 而高纯度的是C2H2是合成这些材料必不可少的，然而 工业生产中通常会产生CO2，由于这两种气体具有相似 的分子形状和沸点，分离他们极具挑战性。 目前，C2H2/CO2 分离主要是低温蒸馏法。而另一种节 能策略就是采用多孔材料吸附分离技术。在众多多孔 材料中，MOFs 材料成为非常有潜力的材料。
MOFs材料简介
MOFs材料特点
• • • • • • •
气体储存 吸附分离 催化 光学材料 磁性材料 药物传输 ……
比表面积大 高孔隙率 孔道可调控 可功能化
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MOFs材料简介
按组分单元和在合成方面的不同将MOFs材料分 为以下几大类：
网状金属和有机骨架材料，简称 IRMOFs
MOFs 材 料 分 类
Virial fitting of the CO2 adsorption isotherms for ZJU-40
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文献报告
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文献报告
结论：
带有高密度路易斯碱性氮位点的MOFs材料MOF(ZJU-40a) 在1巴和298K下对C2H2摄取量达到216 cm3 g−1。 这种超高C2H2摄取能力主要是由于带有路易斯碱性氮位点 吡嗪功能组进入孔表面和其合适的孔径，这证明在MOF材料 上路易斯基本氮位点的掺入加上合适的孔径能大大改善C2H2 的存储能力和提高C2H2/CO2的吸附选择性。
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文献报告
Figure （2）： C2H2 sorption isotherms of ZJU-40a at 298 K (red) and 273 K (black), respectively
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文献报告
Figure （3）. Virial fitting of the C2H2 adsorption isotherms for ZJU-40
8. Wen HM, Wang H, Li B, et al. A Microporous Metal-Organic Framework with Lewis Basic Nitrogen Sites for High C2H2 Storage and Significantly Enhanced C2H2/CO2 Separation at Ambient Conditions.[J]. Inorganic chemistry, 2016.
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文献报告
Table 1:Crystallographic data and structure refinement results for ZJU-40.
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文献报告
Figure(1)：X-ray single crystal structure of ZJU-40: (a) the 4-connected Cu2(O2CR)4 Paddlewheel unit; (b) one tetracarboxylate ligand connects with four Cu2(O2CR)4 clusters; (c) thehexagonal channels viewed along the c axes; (d) triangular windows viewed along the a axes.Turquoise, red, blue, gray, and white spheres represent Cu, O, N, C, and H atoms, respectively.
类沸石咪唑骨架材料，简称ZIFs 莱瓦希尔骨架材料，简称MILs 孔、通道式骨架材料，PCNs
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MOFs材料简介
原位 溶剂热法 晶种法 …… 微波法 分层法
7wk.baidu.com
应用领域——气体储存
氢 气
MOF-177
突破DOE储氢目标： 7.5wt.%
CD-MOF-2
二 氧 化 碳
CO2
甲 烷
PCN-14
超过DOE室温体积CH4 储存目标（180v/v） 28%
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MOFs材料简介
金属离子
周期性网状骨架的多孔材料 配位
自组装
有机配体
20世纪90年代中期，第一代MOFs材料被合成出来 孔径和稳定性受到一定限制 1999年，Yaghi等人合成具有三维开放骨架结构的MOF-5 去除孔道中的客体分子后仍然保持骨架完整 2002年，Yaghi科研组合成IRMOF系列材料 实现MOF材料从微孔到介孔的成功过渡 2008年，Yaghi研究组合成出上百种ZIF系列类分子筛材料
2. J. J. Gassensmith , H. Furukawa, R. A. Smaldone et al. Strong and Reversible Binding of Carbon Dioxide in a Green MetalOrganic Framework. J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 15312-15315 3. P. Falcaro, A. J. Hill, K. M. Nnairn et al. A new method to position and functionalize metal-organic framework crystals. Nat. Commun., 2011, 2, 237-244 4. X.-L. Liu, Y.-S. Li, G.-Q. Zhu et al. An Organophilic Pervaporation Membrane Derived from Metal– Organic Framework Nanoparticles for Efficient Recovery of Bio-Alcohols. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 1-5 5. O. Shekhah, Layer-by-Layer Method for the Synthesis and Growth of Surface Mounted Metal-Organic Frameworks (SURMOFs). Materials, 2010, 3, 1302–1315 6. O. Shekhah, H. Wang, M. Paradinas et al. Controlling interpenetration in metal–organic frameworks by liquid-phase epitaxy. Nat. Mater., 2009, 8, 481-484 7. Y. Yoo, Z. Lai, and H.-K. Jeong, Fabrication of MOF-5 membranes using microwave-induced rapid seeding and solvothermal secondary growth. Microporous Mesoporous Materi., 2009, 123, 100-106
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谢谢！
应用领域——其他
磁性材料 顺磁性、反磁性
传感器
客体影响MOFs光学和磁学性能
药物传输 药物包埋→孔口修饰官能团→在
不同的外界条件下打开或关闭孔口→药物控制 释放
催化载体 发光材料 。。。。。。。。
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文献报告
用2,5-二溴吡啶分两步合成有机配体: H4L 用H4L与Cu(NO3)2· 2.5H2O采用溶剂热法合成 MOFs材料ZJU-40
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Ma, S. et al. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1012-1016
Furukawa, H. et al. J. Materi. Chem., 2007, 17, 3197-3204 Gassensmith, J. J. et al. J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 15312–15315;
16
参考文献
1. C. Wang, Z. Xie, K. E. deKrafft et al. Doping MetalOrganic Frameworks for Water Oxidation, Carbon Dioxide Reduction, and Organic Photocatalysis. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13445-13454
带有路易斯基本 N 位点的金属 -有机骨 架 用 于 C2H2 的 存 储 和 显 著 提 高 C2H2/CO2的分离效果
报告人： 鲁群 报告时间：2016-5-25
目
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二 三 四 五
录
前言
MOFs材料简介 文献报告 小结与展望 参考文献
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前言
现今，乙炔（C2H2）已被广泛用于合成许多化工产品 和电子材料。如聚氨酯和聚酯塑料等。 而高纯度的是C2H2是合成这些材料必不可少的，然而 工业生产中通常会产生CO2，由于这两种气体具有相似 的分子形状和沸点，分离他们极具挑战性。 目前，C2H2/CO2 分离主要是低温蒸馏法。而另一种节 能策略就是采用多孔材料吸附分离技术。在众多多孔 材料中，MOFs 材料成为非常有潜力的材料。