一种新型阴离子型金属有机框架微孔材料的制备及其超声法快速合成研究

本研究揭示了一种新型的合成方法——超声法在快速合成阴离子型金属有机框架(MOF)材料方面的应用。采用扩散法制备了一种新型的阴离子型MOF材料:CuTaOF_(5)-bpy(其中,bpy为4,4-联吡啶)的单晶,并利用超声法在15min内快速合成了粉末样品。X-射线单晶衍射结果显示,该材料为4,4-联吡啶、Cu^(2+)和阴离子TaOF_(5)^(2-)自组装而成的阴离子柱撑型微孔MOF材料。通过超声快速合成法制备的粉末样品与单晶具有一致的晶体结构,且具有优异的结晶性。随着超声时间的延长,样品的结晶性呈现出先增强后减弱的趋势,在15min时具有最高的结晶性。气体吸附结果表明,超声快速合成法合成的样品与单晶样品具有相近的CO_(2)吸附性能。巨正则蒙特卡洛(GCMC)模拟结果显示,阴离子TaOF_(5)^(2-)为CO_(2)的优先吸附位点,说明阴离子的引入有利于增强MOF材料对CO_(2)的吸附能力。