有机金属碳硼烷配位化学的研究

针对迄今具有最大甲烷存储量的金属-有机骨架(MOF)材料PCN-14,采用质心分布图研究了甲烷在其中的吸附机理.结果表明,PCN-14中主要存在两个吸附位,并且有机配体对材料吸附甲烷有着重要影响.因此,通过改变有机配体的类型,设计了对甲烷具有更高吸附性能的新型MOF材料PCN-M.PCN-M在3.5 MPa下、290 K时对甲烷的吸附量达到了257 V/V,比PCN-14增加了12%;298 K时对甲烷的吸附量达到了241 V/V,超过了DOE标准180 V/V的34%.此外,本工作表明了改变有机配体是改善材料存储甲烷能力的一种可行方法,为合成高甲烷储存量的新MOF材料提供了理论依据.

金属有机骨架材料(MOFs)是由无机金属离子或离子簇与有机配体通过配位键自组装而成的有机-无机杂化多孔固体材料。一般采用水热或溶剂热法制备,产品为微米或亚微米尺度大小的晶体,不适宜于规模化工业应用,需要将其构建成成型体。由于MOFs材料组成上的特殊性,尚缺乏统一的普适性成型方法。本文综述了MOFs成型方法,主要包括共混成型法、原位生长法及高内相乳液法。根据固化方式及实验过程的不同,共混成型法又可分为溶胶-凝胶法、静电纺丝法；原位生长法可分为一步合成法、逐步法以及层叠层法。最后从负载量、适用范围、MOFs分散的均匀性以及成型前后对MOFs性质的影响等方面,对这几种成型方法进行比较,并对MOFs成型体制备的方法作出展望。