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Mn-MOF金属离子或金属簇与有机配体构建的有序多孔晶体结构
发布时间:2025-07-07     作者:ssl   分享到:

一、基本介绍

  • MOF(Metal-Organic Framework):由金属离子或金属簇与有机配体构建的有序多孔晶体结构。

  • Mn-MOF:以锰离子(如Mn²⁺、Mn³⁺、Mn⁴⁺)为金属中心的MOF,具有独特的磁性、催化活性及氧化还原性能。


二、合成方法

  • 溶剂热法(Hydrothermal/Solvothermal synthesis)
    典型步骤:

    • 将锰盐(如MnCl₂·4H₂O、Mn(NO₃)₂等)与有机配体(如对苯二甲酸、咪唑类配体、三羧酸等)溶解在溶剂中。

    • 在密闭反应釜中加热一定时间(如80–200℃,数小时至数天)。

    • 形成结晶的Mn-MOF材料。

  • 其他方法:微波辅助合成、超声辅助、室温合成等。


三、结构特点

  • 多孔性:规则孔道结构,孔径可调。

  • 高比表面积:通常数百至上千 m²/g。

  • 锰离子活性位点:参与氧化还原反应,增强催化性能。

  • 有机配体种类多样,调控结构稳定性和功能。


四、主要应用

领域说明
催化氧化反应、水分解、氧还原反应(ORR)、有机合成催化等。
气体吸附与储存CO₂捕集、H₂存储、甲烷吸附。
生物医学药物载体、磁共振成像(MRI)造影剂、光热治疗。
传感器检测气体、金属离子、有机分子等。


Mn-MOF金属离子

五、代表性配体举例

  • 对苯二甲酸(BDC)

  • 三羧酸类配体(如1,3,5-苯三甲酸)

  • 含氮配体(咪唑、吡啶衍生物)


六、表征方法

技术作用
XRD结晶结构和相组成分析
BET比表面积及孔径分布测定
SEM/TEM形貌与纳米结构观察
FTIR配体及键合信息
TGA热稳定性分析
XPS锰的化学态及表面元素分析


七、总结

Mn-MOF以其独特的锰活性位点、多孔结构和优良的化学稳定性,在环境催化、能源转化及生物医学领域显示出巨大潜力。通过合理设计金属节点和有机配体,可实现定制化功能,推动多领域应用发展。

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