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金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子和有机配体通过自组装过程杂化生成的一类具有周期性多维网状结构的多孔晶体材料。
MOFs材料具有优异的物化性质,如可调的孔径和拓扑结构、可观的比表面积和孔隙率、小的固体密度、分子选择性界面等,在吸附现象、分离技术、催化、制药及生物化学等方面均表现出了优异的性能,已成为新材料领域的研究热点和前沿。
一、MOFs材料的发展与现状随金属-有机骨架化合物研究的深入,其发展也从纯粹地研究配位化学转化为对与有机化学、材料化学、超分子化学及计算机科学等等其他学科相交叉的研究。
反过来,交叉学科研究的发展也增进了金属-骨架化合物的发展进程。
普鲁士蓝在1706年被人们发现,随后,研究人员们接连合成了许多金属-有机化合物。
将经典晶体结构描述成网状结构并使之系统化的概念最初可以追溯到A.F.Wells《晶体学报》上的论文。
后来,Yaghi和他的同事们提出了网状化学,认为一个特定的框架结构是可以被智能预期的,且相应地可通过组装合适的分子构建块来进行设计,贡献了开创性的工作。
过去的几十年里,金属有机骨架化合物以非凡的速度在发展,目前已知的MOFs超过10000个。
构筑配位聚合物的配体也从早先的以氮配位的配体拓展到而今的以磷酸、羧酸、磺酸乃至于混合配体;金属离子也从原先常用的低价态的过渡金属离子发展至至目前的高价态过渡金属离子,碱金属,碱土金属及稀土金属等。
从其结构上来说,也发展了很多不同矿物拓扑结构的MOFs。
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