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内布拉斯加大学林肯分校Jian Zhang研究组报道了由阴离子型[In(CO2)4]– 次级结构单元(SBUs)和阳离子型金属扑啉构成的离子型MOFs,从而引入“非配位”阴离子,达到提高金属中心路易斯酸性的目的。研究组利用三类典型的的电环化反应验证了MnIII-和 FeIII-扑啉的路易斯酸变化。
MOFs的这种结构特
金属有机框架材料CuBTC
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内布拉斯加大学林肯分校Jian Zhang研究组报道了由阴离子型[In(CO2)4]– 次级结构单元(SBUs)和阳离子型金属扑啉构成的离子型MOFs,从而引入“非配位”阴离子,达到提高金属中心路易斯酸性的目的。研究组利用三类典型的的电环化反应验证了MnIII-和 FeIII-扑啉的路易斯酸变化。
MOFs的这种结构特点,不仅能够使其作为吸附剂来实现对清洁燃料气体的高密度储能,并且能针对不同气体分子产生具有差异性的主客体相互作用和/或筛分效应来实现对气体经济节能的分离目的。在本综述中,我们总结并强调了以MOFs作为吸附剂在气体储存和分离领域的进展,且包括了基于MOFs的气体分离膜的研究进展,为该领域的现状和挑战提供了更为广泛的概念。
在结构上,同网构原则(isoreticular principle)和骨架穿插(framework interpenetration)的发展,使得MOF的孔结构能够被控制在非常的水平;而功能位点(尤其是开放金属位点)易于被客体分子所接近和后合成修饰的得以实现,为提高MOFs对不同气体的选择性识别能力提供了多种途径。
MOF 结构的多样性多来源于配体中含有的两种配位基团,构建MOF的配体含有三种甚至更多种配位基团的情况未见报道过。加州大学伯克利分校Omar M. Yaghi研究组报道一例含有三种配位基团的基团的配体构建的多孔晶体MOF,Zn3(PBSP)2或 MOF-910。该MOF含有从未有过的拓扑结构成为tto
高稳定性、有序开孔结构以及易功能化设计等性质使其具有发光和气体吸附、催化等优异的性能。但COF在Li-CO2电池中的应用及其作用机理研究仍是空白。气体电池扩散层引入Li-CO2 电池中,探究了其作用机理。该材料发达有序的孔道结构为CO2气体和Li离子提供了有效的扩散通道,可为充放反应提供气体与离子的补给与导出,极大的缓解了电池充放电过程中传质速度慢等问题。
除了COFs材料的吸附能力,其催化性能也是学者研究的重点问题,而在这方面通常有两种构筑方式:一是通过单体设计,在单体上通过引入带电基团或含有孤对电子的基团,利用其与金属离子的相互总用从而在单体上引入催化剂,例如在单体上引入钯,再使其通过溶剂热法聚合,使形成的COFs材料具有催化性能[9]。
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