中心金属离子交换在调控MOFs孔洞尺寸方面的研究

【作者】 许文娟； 王华瑞； 侯红卫；

【机构】 郑州大学化学与分子工程学院； 洛阳师范学院；

【摘要】 中心金属对MOFs的物理化学性质有着十分重要的影响,而单晶状态下的中心金属离子交换为我们提供了一种系统地研究中心金属离子对MOFs性能影响的方法[1-3],例如,通过中心金属离子交换可以有效的调控MOFs孔洞的大小。本文设计合成了一个含有客体阴阳离子的大孔洞三维MOF{[Co（H₂O）₆]_0.5[Co₂L（Pz）_0.25（μ₃-OH₂）（H₂O）₃][H₂btc]·H₂O}_n,由于客体阴阳离子占据了该MOF的孔洞,因而限制了该MOF的吸附性能。我们通过其在单晶状态下与Cu²⁺和Zn²⁺发生中心金属交换,成功的将客体阳离子[Co（H₂O）₆]²⁺和阴离子[H₂btc]^-从该MOF中取出,得到了有效空洞增大的中心金属交换产物[Cu₄L（Pz）_0.25（μ₃-OH）（btc）]_n和[Zn₂L（Pz）_0.25（μ₃-OH₂）（H₂O）₃]。为了验证有效空洞是否增大,我们又研究了这三个MOFs对染料分子吖啶黄（正电性）、甲基橙（负电性）和罗丹明6G（电中性）的吸附性能（图1）。实验结果表明,交换后没有客体阴阳离子的Cu/Zn-MOFs对这三个染料的吸附能力明显优于交换前孔洞被客体阴阳离子占据的Co-MOF,这也证明了中心金属离子交换后MOF的孔洞尺寸较原始MOF有明显提高。更多还原