单一金属源配体溶剂热转化制备Mg-MOF-74膜

【作者】 孙彦威； 宋春山； 刘毅；

【机构】 大连理工大学精细化工国家重点实验室； 宾夕法尼亚州立大学能源研究所；

【摘要】 金属有机骨架因其具有大的比表面积,孔结构均一可调,易功能化等特点,在气体存储及分离、异相催化等领域有着广泛的应用前景。其中Mg-MOF-74是用于二氧化碳吸附和分离最好的金属有机骨架之一^[1]。近年来,以金属氧化物为前躯体,通过其自身溶解提供部分金属离子的制备MOF膜的方法被广泛报道。但多是以金属氧化物诱导成核的双金属源法^[2-3]。本文利用MgO纳米颗粒为唯一金属源,通过原位配体处理,得到了致密且连续的Mg-MOF-74膜。该方法丌仅显著提高了膜基底与膜本身的相互作用力,同时薄膜厚度也得到了有效控制,从而为制备稳定性好、分离性高的MOF膜提供了新思路。为制得高活性的MgO纳米颗粒层,首先在氧化铝载体上制备了连续致密的碳酸镁层。在合成过程中,改变合成体系中的金属盐浓度得到了与同形貌与厚度的碳酸镁薄膜。试验结果表明,与同形貌的碳酸镁层与氧化铝基底的相互作用力存在差异,在热解过程中可能会导致膜与载体表面与同程度的剥落。合适的Mg盐浓度得到的碳酸镁层可以得到完整的纳米尺寸的氧化镁层。进一步对氧化镁层进行配体处理,通过调节配体浓度可以得到与同形貌的Mg-MOF-74薄膜。更多还原