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MOF-74 (Mg) 金属有机框架材料的介绍和合成方法
发布时间:2025-07-07     作者:ssl   分享到:

MOF-74 (Mg) 是一种以镁离子(Mg²⁺)为金属中心构建的金属有机框架材料(MOF),因其规则的孔道结构、高比表面积和强大的吸附性能,在气体存储、分离和催化等领域有广泛应用。


一、基本介绍

  • MOF-74系列:也称为CPO-27系列,由过渡金属(如Mg、Ni、Co、Zn)与2,5-二羟基对苯二甲酸(2,5-Dihydroxyterephthalic acid, DOBDC)配体构成。

  • MOF-74(Mg) 采用镁离子作为金属节点,形成六配位的开放金属位点,具有高密度的开放金属中心。

  • 结构特点:具有一维规则通道,孔径约为11 Å,且Mg离子带有开放金属位点,有利于气体分子与金属位点的强相互作用。


二、合成方法

1. 溶剂热法

  • 典型配方:

    • 金属源:镁盐,如Mg(NO₃)₂·6H₂O

    • 有机配体:2,5-二羟基对苯二甲酸(DOBDC)

    • 溶剂:二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇、水等混合溶剂

  • 反应条件:

    • 在密闭反应釜中,120–150℃反应12–72小时

  • 产物通过洗涤和干燥得到结晶MOF-74(Mg)

2. 绿色合成

  • 使用水热合成、微波辅助等环保快速方法。


三、结构特点

特点说明
孔道结构规则一维通道,孔径约1.1 nm
开放金属位点(OMS)Mg²⁺离子上的未配位位点,提升吸附活性
高比表面积通常达到1000–1500 m²/g
热稳定性可耐高温,保持框架完整


四、主要应用

应用领域说明
气体吸附与分离CO₂捕集、CH₄和H₂储存、选择性气体分离
催化金属位点催化氧化、酯化等反应
传感基于气体吸附变化的传感器开发
药物递送利用孔道载药,控制释放


MOF-74 (Mg)

五、表征技术

技术用途
XRD验证结晶结构及相纯度
BET比表面积及孔径分析
SEM/TEM材料形貌观察
FTIR验证有机配体存在
TGA热稳定性评估
ICP-OES镁元素含量测定


六、小结

MOF-74(Mg)因其开放金属位点、高比表面积和良好的孔道结构,成为气体吸附和分离领域的经典材料。通过调控合成条件和后处理,可以优化其性能,满足不同应用需求。

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