固体NMR研究MOFs吸附和分离过程中的主客体相互作用

固体核磁共振(NMR)因对结构和化学环境敏感,已广泛应用于研究金属有机框架材料(MOFs)在吸附分离应用上的主客体相互作用机制.多核、多维、变温固体NMR实验可以用来研究低碳碳氢化合物、CO_(2)在MOFs孔道内的吸附行为(包括优先吸附位点、动力学性质、扩散快慢等).固体NMR也可用来直接测定低碳烷烃/烯烃在MOFs中的分离选择性,并观测低碳烷烃/烯烃在MOFs孔道内的竞争优先吸附.此外,固体NMR还可用来揭示常见化学品与MOFs的主客体相互作用模式.这些研究的开展将有助于人们理解MOFs在吸附和分离过程中存在的内在构效关系.

金属有机框架材料的结构、动力学行为和主客体相互作用的固体核磁共振研究

金属有机框架材料(MOFs)在绿色能源气体储存、二氧化碳捕获、化学分离、化学传感和多相催化等领域有着广泛的应用前景,与其分子结构、动力学行为以及与客体分子的相互作用密切相关。固体核磁共振(NMR)能提供原子水平的结构距离信息,能从多个时间尺度反映分子动力学行为,能通过极化转移揭示主客体相互作用。本文综述了近年来先进的固体核磁共振方法在研究MOFs的结构、动力学行为以及主客体相互作用等方面的研究进展。多核、多维固体NMR可给出MOFs材料的金属中心以及有机配体的局部配位状态,变温固体NMR可以反映MOFs的分子柔性以及有机配体在不同温度下的运动模式及速率。固体NMR还可用来研究MOFs与吸附客体分子(如甲烷、二氧化碳等)之间的相互作用模式。通过固体NMR技术获得的结构信息有助于人们理解MOFs材料的构效关系,并为合理设计新型的MOFs材料提供依据。