金属有机骨架MIL-53的合成及表征

商瑀（抚顺石化公司烯烃厂高密度聚乙烯车间，辽宁 抚顺 113004）

金属有机骨架MIL-53的合成及表征

商瑀（抚顺石化公司烯烃厂高密度聚乙烯车间，辽宁 抚顺 113004）

本文选择了多功能金属有机骨架配合物MIL-53，它是三维立体结构，具有高孔性和高比表面积，能够表现出良好的储氢性能，详细探讨了MIL-53（Al）样品的合成和表征。主要研究金属有机骨架MIL-53（Al）的合成及表征，并对合成的样品进行了IR的表征。

金属有机骨架；MIL-53（Al）；合成；表征

1 研究背景

金属-有机骨架化合物（Metal-Organic Frameworks）通常是指有机配体与金属离子通过自组装过程形成的具有周期性网络结构的金属-有机骨架晶体材料［1-3］。具有高表面积、多孔性、孔尺寸可调等优点，在催化、分离和气体储存等方面得到广泛应用［4-5］。本实验通过了红外光谱（IR）表征手段对金属有机骨架配合物进行常规分析检测。对合成的MIL-53（Al）样品进行了IR表征。

2 实验部分

2.1 MIL-53的合成

MIL-53的合成方法简单，主要是以溶剂热的方法合成，通过改变金属活性中心共合成了两种MIL-53，即MIL-53（AL）。MIL-53（AL）的合成是称取一定配比的Al（NO3）3·9H2O和对苯二甲酸放入烧瓶中，再加入一定量的去离子水，搅拌30-50分钟，然后放入有聚四氟内衬的不锈钢反应釜中，220℃反应三天，过滤干燥，得到MIL-53as。

2.2 MIL-53的表征

MIL-53有三种状态：MIL-53（Al）as在在空气中加热到330℃得到MIL-53（Al）ht，然后在是室温下吸水得到MIL-53（Al）lt。通过红外表征手段对MIL-53（Al）as、MIL-53（Al）ht进行了表征。

2.3 红外光谱分析

红外光谱分析是表征有机基团特性的有力的手段。对较适宜条件下合成的样品MIL-53（Al）进行了红外光谱分析，如图1。

如图1红外图谱表明：以MIL-53（Al）为例解析一下红外谱图：MIL-53（Al）as和MIL-53（Al）ht在1730-1690 cm-1范围内没有出现吸收峰，说明配合物中对苯二甲酸配体上的羧基（COOH）已完全去质子化。MIL-53（Al）as在1588 cm-1和1508 cm-1出现了强的吸收峰，可归属为羧酸根的不对称伸缩振动，1449cm-1和1405 cm-1可归属为羧酸根的对称伸缩振动。MIL-53（Al）as比MIL-53（Al）ht在1700 cm-1处多一个吸收峰，可归属为在孔道中自由的对苯二甲酸分子，而在高温焙烧的过程中分解，所以MIL-53（Al）ht中没有这个吸收峰。从以上的IR图可以看出较适宜条件下合成的样品与标准的MIL-53的IR谱图一致，证明合成的样品是纯的MIL-53。

图1 MIL-53（Al）as和MIL-53（Al）ht的红外谱图Fig.1 IR spectra of samples MIL-53（Al）as and MIL-53（Al）ht

3 结语

用水热合成法合成了MIL-53（Al），并对他进行了表征。结果表明合成的样品是纯的MIL-53。在经过焙烧处理后，客体分子对苯二甲酸能完全脱除，而它们能保持骨架的稳定性不变。MIL-53（Al）的骨架的热稳定温度是500℃左右，而且MIL-53（Al）ht的比表面积是1152.2±16.1 m2/g。

［1］方千荣.多孔及手性金属-有机骨架化合物的合成，结构与性能研究［D］.中国博士学位论文全文数据库，2007，（06）.

［2］N.R.Champness，M.Schroder，et al.Current Opinion in Solid State［J］.Materials Science，1998，3，419～423.

［3］魏文英.新型金属有机骨架的合成、结构表征及催化性能［D］.中国博士学位论文全文数据库，2005，（02）.

［4］A.F.Wells.Three Dimensional Nets and Polyhedra［R］.New York，1977.

［5］A.F.Wells.Structrual Inorganic Chemistry，5thed［R］.Ox⁃ford Univ.Press，1983.