MOFS材料ppt课件.ppt

1、什么是MOFs材料？
2、MOFs材料的结构特点;
3、MOFs材料的制备方法;
4、MOFs材料研究意义。1、什么是MOFs材料？MOFs材料是由无机金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。MOFs是一种有机-无机杂化材料，也称作配位聚合物（CoordinationPolymer），它既不同于传统的无机多孔材料，也不同于一般的有机配合物。MOFs材料的主体结构是由次级结构单元(SecondaryBuildingUnit,SBU)与有机连接体(Linker)之间的相互连接来构筑的，这类材料的孔径形状以及大小都可以通过选择不同的金属中心和有机配体来实现。MOFs，是指“由配体与金属离子通过配位键连接形成的无限网络状聚合物材料”，属于“无机-有机杂化材料”。
MOFs材料兼具无机材料刚性和有机材料柔韧性的特征，使其在现代材料研究方面呈现巨大的发展潜力及诱人的发展前景。71D网络:
2Ni(NO3)2.6H2O+bpe+N(CN)2-
{[Ni(bpe)2(N(CN)2](N(CN)2)·(5H2O)}n3D网络:3、制备MOFs材料的方法2.1自由金属离子与桥连配体的自组装
2Ni(NO3)2.6H2O+bpe+N(CN)2-
{[Ni(bpe)2(N(CN)2]N(CN)2·5H2O}nAmajoradvantageofthisapproachisthatthemanipulationsareveryeasy.
AmajordisadvantageofthisapproachisthattheoutcomesareoftendifficulttobepredictedsincenocontrolisappliedonthemanyfactorsaffectingthestructureofaMOF.
Factorsaffectingthestructureotherthanthemetalandthelinker:
(1)counterions,(2)templates(thepresenceofwhichwithinthestructureisnecessaryforitsformation),(3)solventsornonbondingguests,(4)Auxiliaryligands,(5)pHvalue,(6)hydrothermal/solvothermalconditions……2.2保护性配体法
利用保护性配体预计金属离子形成的配合物与桥连配体组装成MOFs：保护性配体对所形成MOFs的结构具有控制作用2.3次级构筑单元法
次级构筑单元(secondarybuildingunit=SBU)
当桥连配体与金属离子共聚合时,常能在所形成的结构中识别出簇合体，这些簇合体被称为次级构筑单元。[Zn4O(BDC)3]n·8n(DMF)·(C6H5Cl)MOF:
Zn4O单元(Zn:filledcircles)linkedtosixO2CunitsofBDCgroups(C:shadedcircles).
(b)ThesamewithfourZnO4tetrahedrashaded.
(c)ThesamewiththeC6octahedronshaded.
(d)TheBDCanion(O:opencircles,C:shadedcircles).
(e)Thelink(thephenyloftheBDCanion).1819网络结构被看作是由-C6H4-基团连接八面体形{(Zn4O)(O2C)6}次级结构单元而成的.利用次级结构单元概念可以：
理解MOFs结构
预测MOFs结构
设计与合成具有特定结构的MOFs次级结构单元可以在MOFs中导致大的孔洞:
因为在SBUs的中心之间有很长的距离2.4含金属配体（MLs）法
带有两个或更多能向金属离子配位的配位位置的配合物，这样的配合物能够将其它的金属离子连接起来。MOFs材料的研究不仅在于其迷人的拓扑结构,更在于它具有可剪裁性和结构多样性的特点，易于进行设计组装和结构调控，为设计纳米多孔材料提供了一种的可行方法。正是由于MOFs材料多方面的优点和用途，其正受到越来越多的重视。新型结构MOFs多孔材料的研究及其在应用方面的开发具有重要的理论和应用价值。目前，国际上许多化学家、物理学家和材料学家的研究结果表明，MOFs多孔材料在气体的储存、催化剂、分离及光电磁材料等方面具有重要的应用价值。
另外，金属位在大量的分子识别过程中起关键性的作用，因为金属位能产生高度的选择性和分子的储存和传送。
MOFs材料经常具有不饱和金属位和大的比表面积，这在化学工业有着广阔的应用前景。当前,MOFs材料是化学、能源、环境和材料