金属有机骨架材料MOFs 的结构及合成研究

杨 岳，关成立，曾 取，黎碧英

（阳江职业技术学院，广东 阳江 529566）

随着工业的快速发展，水污染问题日趋严重。水体中存在各种各样的污染物，其中持久性有机污染物具有有毒、致畸、致癌等特性，亟需开发能有效去除有机污染物的方法。吸附法因成本低、操作简便、处理效率高等优点被广泛使用，而不同吸附剂的吸附性能、再生性能及吸附选择性均有所区别，主要与吸附剂的比表面积、孔结构及活性位点等相关[1]。传统的吸附剂包括活性炭等碳系吸附剂，以及高岭土、沸石分子筛等材料。但这类材料的孔隙度及对有机污染物的吸附能力有限，需对其进行改性以提高其吸附性能[2]。金属有机骨架材料（MOFs）是继沸石和碳纳米管之后的又一类重要的新型三维结构多孔材料，因其合成方法多样、比表面积较大、孔径发达、活性位点多等特点而发展迅速，在催化、电化学、吸附、气体储存及分离等领域均应用广泛[3]。

1 MOFs 的结构特点

1.1 多孔性

MOFs 材料的孔径主要有两类，一类是介孔，以Cu2(PZDC)2(DPYG) 为 代 表，孔 径 在3.8～28.8nm 范围内；另一类为小孔，以Zn4O(TPDC)3为代表。同时，MOFs 因其有机配体的形状和结构的不同，还具备多种孔形状。通过选择不同的有机配体，可控制MOFs 的孔径与结构，从而人为控制其比表面积和孔隙率，以满足不同的使用要求。

1.2 大比表面积

高比表面积的多孔材料的合成难度较大，而MOFs 的优势较为明显。有研究者利用多齿型羧基有机物与金属相互配合来制备新型MOFs，其比表面积可达3000m2·g-1。在此基础上，研究者又合成出Zn4O(BTB)2(MOF-177)，其比表面积高达4500m2·g-1，且因含有超大空隙，可键合多环有机大分子。……