金属有机骨架与凹凸棒土杂化材料的制备及研究文献综述

 2021-09-25 20:32:39

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金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)材料是由有机配体和过渡金属离子连接成的多维网状骨架材料,属于微孔或中孔材料[1]。

金属有机骨架作为一种新型多功能分子基材料,因其具有结构上的有序性、有机无机杂化性、特殊的光电磁性、可裁剪性、微孔性及在工业上的潜在运用性而备受关注[2]。

与传统的无机孔洞材料(如沸石)相比,MOF材料规整的孔径分布、开阔的骨架结构以及可调的孔道形状及大小,使之具有巨大的比表面积和孔容[3],对许多气体具有超高的吸附容量,是一种很有发展潜力的吸附分离材料。

此外在新功能材料如选择性催化、分子识别、可逆性主客体分子(离子)交换、超高纯度分离、生物传导材料、光电材料、磁性材料和芯片等新材料开发中显示了诱人的应用前景,给多孔材料科学带来了新的曙光[4]。

MOF-74是目前研究最为成熟的金属有机骨架之一。

MOF-74是由M2 和2,5-二羟基对苯二甲酸构成的具有微孔结构的配合物(M=Mg, Zn, Co, Ni, Fe, Cu等),它的结构可以看成是由次级单元M2O2通过配体的苯环桥联而成。

早期的MOF-74是通过溶剂热或扩散的方法合成,它具有较大的孔洞和比表面积及良好的吸附性能。

凹凸棒土,简称凹土(Attapulgite,ATP),又称坡缕石(Palygorskite),是一种罕见的富镁粘土矿物,因1862年首次在前苏联的坡缕高斯克(Palygorsk)地区被发现而将其命名为坡缕石。

坡缕石在矿物学分类上隶属于海泡石族,为含水层链状镁质硅酸盐矿物,晶体呈针状或纤维状,其理想化学成分为Mg5Si8O20(OH)2(H2O)44H2O[5]。

凹凸棒土的基本结构分为3个层次:一是坡缕石的基本结构单元为棒状单晶体(简称棒晶),是一种一维纳米材料,长约1μm,直径约0.01μm;二是由棒晶紧密聚集而成的棒晶束;三是由棒晶束(也包括棒晶)间相互聚集而形成的各种聚集体,粒径通常为0.01~ 0 .1 mm数量级[6]。

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