打开主菜单

HKUST-1是一种金属有机框架材料,其名称来自于香港科技大学(英語:Hong Kong University of Science and Technology)。它是1,3,5-苯三甲酸配合物[2]

HKUST-1
别名 Cu3BTC2
Cu-BTC
MOF-199
均苯三甲酸铜
识别
CAS号 222404-02-6  ✓
性质
化学式 [Cu3(C9H3O6)2]n
[Cu3(C9H3O6)2(H2O)3]n
摩尔质量 604.88(无水,单体) g·mol⁻¹
外观 暗蓝色固体(无水)
蓝绿色晶体(三水)[1]
密度 0.879 g/cm3
熔点 100°C(三水,失水)
240°C(分解)
结构
晶体结构 面心立方晶体[1]
附加数据页
结构和属性 折射率介電係數
热力学数据 相變数据、固、液、气性质
光谱数据 UV-VisIRNMRMS
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

制备编辑

HKUST-1可由可溶性Cu2+盐和均苯三甲酸在一定条件下反应得到。常用的方法有溶剂热合成法[3]、常温法[4]等。乙酸铜硝酸铜氯化铜硫酸铜通过反应均能得到该配合物:[5]

3 CuCl2 + 2 C9H6O6 → Cu3(C9H3O6)2 + 6 HCl
3 Cu(CH3COO)2 + 2 C9H6O6 → Cu3(C9H3O6)2 + 6 CH3COOH

其中,以乙酸铜为铜源,产率较高。其它铜盐由于反应生成较强的酸,需要加入三乙胺来作为反应体系的缚酸剂。在三乙胺的存在下,以硫酸铜为铜源的反应产率最高。

在均苯三甲酸配体的存在下,含碱式碳酸铜的矿物在水/乙醇中进行溶剂热反应,可以将矿物直接转化为HKUST-1框架材料。[6]

应用编辑

HKUST-1对有机硫化合物(如噻吩及其衍生物)有吸附作用,因此可以用作脱硫剂。[7]它对不同气体如CO2[8]、CH4[9]等和其它气体的吸附量不同,可以用于气体的分离。

参考文献编辑

  1. ^ 1.0 1.1 Stephen S.-Y. Chui, Samuel M.-F. Lo, Jonathan P. H. Charmant, A. Guy Orpen, Ian D. Williams. A Chemically Functionalizable Nanoporous Material [Cu3(TMA)2(H2O)3]n. Science. 1999-02-19, 283 (5405): 1148–1150 [2018-04-16]. ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.283.5405.1148 (英语). 
  2. ^ HKUST-1 Metal Organic Framework结构浏览. [2017-7-21]
  3. ^ 노승준, 김진수. 용매열합성법에 의한 나노기공 HKUST-1 막의 제조 및 기체투과 특성[J]. 멤브레인, 2012, 22(6):435-440.
  4. ^ Zhuang J L, Ceglarek D, Pethuraj S, et al. Rapid Room-Temperature Synthesis of Metal–Organic Framework HKUST-1 Crystals in Bulk and as Oriented and Patterned Thin Films †[J]. Advanced Functional Materials, 2011, 21(8):1442-1447. DOI: 10.1002/adfm.201002529
  5. ^ 游佳勇,张天永,刘艳凤,李彬,赵振东,黄俊浩.金属有机框架化合物HKUST-1的快速合成[J].高校化学工程学报,2015,29(05):1126-1132. doi:10.3969/j.issn.1003-9015.2015.05.015
  6. ^ Raffaele Riccò, Oliver Linder-Patton, Kenji Sumida, Mark J. Styles, Kang Liang, Heinz Amenitsch, Christian J. Doonan, Paolo Falcaro. Conversion of Copper Carbonate into a Metal–Organic Framework. Chemistry of Materials. 2018-07-21, 30 (16): 5630–5638 [2018-09-03]. ISSN 0897-4756. doi:10.1021/acs.chemmater.8b01891 (英语). 
  7. ^ 付志凯. 竞争吸附条件下HKUST-1脱硫性能及吸附机理研究. 大连理工大学, 2015.
  8. ^ Chunling Xin, Xi Jiao, Yanlong Yin, Haijuan Zhan, Hongguang Li, Lei Li, Ning Zhao, Fukui Xiao, Wei Wei. Enhanced CO2 Adsorption Capacity and Hydrothermal Stability of HKUST-1 via Introduction of Siliceous Mesocellular Foams (MCFs). Industrial & Engineering Chemistry Research. 2016-03-22, 55 (29): 7950–7957 [2018-09-03]. ISSN 0888-5885. doi:10.1021/acs.iecr.5b04022 (英语). 
  9. ^ 韩素英, 韩新华, 曹运祥,等. 金属有机框架材料HKUST-1吸附分离CH4/N2性能研究[J]. 石油炼制与化工, 2018(5).