商瑀（撫順石化公司烯烴廠高密度聚乙烯車(chē)間，遼寧 撫順 113004）

金屬有機(jī)骨架MIL-53的合成及表征

商瑀（撫順石化公司烯烴廠高密度聚乙烯車(chē)間，遼寧 撫順 113004）

本文選擇了多功能金屬有機(jī)骨架配合物MIL-53，它是三維立體結(jié)構(gòu)，具有高孔性和高比表面積，能夠表現(xiàn)出良好的儲(chǔ)氫性能，詳細(xì)探討了MIL-53（Al）樣品的合成和表征。主要研究金屬有機(jī)骨架MIL-53（Al）的合成及表征，并對(duì)合成的樣品進(jìn)行了IR的表征。

金屬有機(jī)骨架；MIL-53（Al）；合成；表征

1 研究背景

金屬-有機(jī)骨架化合物（Metal-Organic Frameworks）通常是指有機(jī)配體與金屬離子通過(guò)自組裝過(guò)程形成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的金屬-有機(jī)骨架晶體材料［1-3］。具有高表面積、多孔性、孔尺寸可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，在催化、分離和氣體儲(chǔ)存等方面得到廣泛應(yīng)用［4-5］。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)了紅外光譜（IR）表征手段對(duì)金屬有機(jī)骨架配合物進(jìn)行常規(guī)分析檢測(cè)。對(duì)合成的MIL-53（Al）樣品進(jìn)行了IR表征。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 MIL-53的合成

MIL-53的合成方法簡(jiǎn)單，主要是以溶劑熱的方法合成，通過(guò)改變金屬活性中心共合成了兩種MIL-53，即MIL-53（AL）。MIL-53（AL）的合成是稱(chēng)取一定配比的Al（NO3）3·9H2O和對(duì)苯二甲酸放入燒瓶中，再加入一定量的去離子水，攪拌30-50分鐘，然后放入有聚四氟內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，220℃反應(yīng)三天，過(guò)濾干燥，得到MIL-53as。

2.2 MIL-53的表征

MIL-53有三種狀態(tài)：MIL-53（Al）as在在空氣中加熱到330℃得到MIL-53（Al）ht，然后在是室溫下吸水得到MIL-53（Al）lt。通過(guò)紅外表征手段對(duì)MIL-53（Al）as、MIL-53（Al）ht進(jìn)行了表征。

2.3 紅外光譜分析

紅外光譜分析是表征有機(jī)基團(tuán)特性的有力的手段。對(duì)較適宜條件下合成的樣品MIL-53（Al）進(jìn)行了紅外光譜分析，如圖1。

如圖1紅外圖譜表明：以MIL-53（Al）為例解析一下紅外譜圖：MIL-53（Al）as和MIL-53（Al）ht在1730-1690 cm-1范圍內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)吸收峰，說(shuō)明配合物中對(duì)苯二甲酸配體上的羧基（COOH）已完全去質(zhì)子化。MIL-53（Al）as在1588 cm-1和1508 cm-1出現(xiàn)了強(qiáng)的吸收峰，可歸屬為羧酸根的不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，1449cm-1和1405 cm-1可歸屬為羧酸根的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)。MIL-53（Al）as比MIL-53（Al）ht在1700 cm-1處多一個(gè)吸收峰，可歸屬為在孔道中自由的對(duì)苯二甲酸分子，而在高溫焙燒的過(guò)程中分解，所以MIL-53（Al）ht中沒(méi)有這個(gè)吸收峰。從以上的IR圖可以看出較適宜條件下合成的樣品與標(biāo)準(zhǔn)的MIL-53的IR譜圖一致，證明合成的樣品是純的MIL-53。

圖1 MIL-53（Al）as和MIL-53（Al）ht的紅外譜圖Fig.1 IR spectra of samples MIL-53（Al）as and MIL-53（Al）ht

3 結(jié)語(yǔ)

用水熱合成法合成了MIL-53（Al），并對(duì)他進(jìn)行了表征。結(jié)果表明合成的樣品是純的MIL-53。在經(jīng)過(guò)焙燒處理后，客體分子對(duì)苯二甲酸能完全脫除，而它們能保持骨架的穩(wěn)定性不變。MIL-53（Al）的骨架的熱穩(wěn)定溫度是500℃左右，而且MIL-53（Al）ht的比表面積是1152.2±16.1 m2/g。

［1］方千榮.多孔及手性金屬-有機(jī)骨架化合物的合成，結(jié)構(gòu)與性能研究［D］.中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)，2007，（06）.

［2］N.R.Champness，M.Schroder，et al.Current Opinion in Solid State［J］.Materials Science，1998，3，419～423.

［3］魏文英.新型金屬有機(jī)骨架的合成、結(jié)構(gòu)表征及催化性能［D］.中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)，2005，（02）.

［4］A.F.Wells.Three Dimensional Nets and Polyhedra［R］.New York，1977.

［5］A.F.Wells.Structrual Inorganic Chemistry，5thed［R］.Ox?ford Univ.Press，1983.