MIL-n材料MIL-53的吸附以及合成

法国以Ferey为首的拉瓦锡研究小组也做了大量的有关MOFs的研究工作。从20世纪90年代开始，他们就选择了一系列镧系金属和过渡金属元素与戊二酸、琥珀酸等二羧酸配体合成了MIL-n系列材料。后来他们突破二价金属的限制，选择三价的钒、铁、铝、铬等金属与对苯二甲酸、均苯三酸合成了结构性质独特的MOFs。 

MIL-53是在水热条件下得到的铬的对苯二甲酸盐。八面体的铬原子通过对苯二甲酸连接形成一维的孔道结构。在高温下煅烧可以去除孔道中杂乱排列的对苯二甲酸分子。MIL-53能够可逆吸附水分子，可逆吸附的过程中孔的结构会发生膨胀和收缩(如图4所示)。其原因归结于水可以通过氢键和骨架连接。 

图4  MIL-53吸附、脱附水分子后孔结构的变化 

在～系列MIL-n材料中，MIDl00[15]和MIL-101[16]的结构较为**。MIDl00和MIL-101是金属Cr3+分别与均苯三酸(BTC)、对苯二甲酸(BDC)以质量比1:1的配比合成的具有相同拓扑结构的两种物质。3个Cr3+形成的三聚体通过与BTC或者BDC进行连接，在空间形成大的四面体(内部直径分别为6.6×10-10 m和 8.7×10-10m)，其中4个顶点被三聚体占据，而BTC在四面体的面上，BDC在四面体的边上。这些大的四面体在空间中通过共用氧原子形成更大的笼状结构(如图5所示)，其孔径能达到介孔的范围(MIL-100的大孔容孔径为2.5×10-9 m～2.9 ×10-9 m，MIL-101的孔径为3.0×10-9 m～3.4×10-9 m)。MIL-101是**发现的比表面积比较大的物质，其比表面积可达到5900 m2/g，在8 MPa、77 K下，储氢量可达到6.1％。 

小编zhn2021.09.18