首页 >
行业动态 > 常见MOF材料的水热及化学稳定性系统研究
常见MOF材料的水热及化学稳定性系统研究
摘要：
本文系统研究了9种公认稳定的MOF材料（MIL-101(Cr), NH₂-MIL-101(Al), MIL-53(Al), NH₂-MIL-53, UiO-66, NH₂-UiO-66, UiO-67, ZIF-8, CuBTC）在水热、酸、碱、空气、水及过氧化氢环境中的稳定性，通过XRPD和氮气吸附表征结晶度与孔隙率。结果显示多数MOF水热稳定性良好，酸碱稳定性排序为MIL-101(Cr)＞NH₂-UiO-66＞UiO-66等，仅UiO-66及其氨基功能化衍生物在过氧化氢中稳定性优异。
研究背景：
1. 行业问题和研究现状：MOF稳定性不足（水、酸碱等环境易降解）限制其工业应用，现有研究缺乏系统且长期的稳定性对比，多仅关注单一环境稳定性。
2. 本文创新：首次对9种常见“稳定”MOF进行统一条件下的多环境（水热、酸碱、氧化等）短期（3天）和长期（2个月）稳定性系统对比，同时结合结晶度和孔隙率双重表征。
实验部分：
1. MOF合成：采用水热或溶剂热法合成MIL-101(Cr)、NH₂-MIL-101(Al)等9种MOF，如MIL-101(Cr)以对苯二甲酸与Cr(NO₃)₃·9H₂O为原料，210℃水热反应8h制得。
2. 稳定性测试：将MOF分别暴露于水热（200℃蒸汽5h）、pH=0/4/12溶液、5wt% H₂O₂、空气和水，分别培养3天和2个月。
3. 空白对照：所有实验均设置原始MOF样品作为空白对照，确保测试结果的有效性。
分析测试：
1. XRPD表征：多数MOF水热后结晶度保留（UiO-67等除外）；MIL-101(Cr)在酸碱中结晶度稳定，NH₂-MIL-101(Al)易转化为NH₂-MIL-53。
2. 氮气吸附测试：原始MIL-101(Cr)比表面积2001 m²/g，酸碱处理后增至3000 m²/g以上；UiO-66在H₂O₂中比表面积保持979 m²/g（3天）。
3. TGA分析：MIL-101(Cr)酸处理后，250℃处游离配体失重峰消失，表明酸处理可去除孔内杂质。
4. 机理揭示：MOF稳定性与金属节点-配体键强相关，Zr基UiO系列因强配位作用抗氧化，Al基MOF易水解转化。
总结：
1. 主要研究结果：明确了9种MOF在不同环境中的稳定性排序，MIL-101(Cr)和UiO-66系列稳定性最优。
2. 创新突破：建立了多环境、长周期的MOF稳定性系统评价方法，结合结晶度与孔隙率双重表征。
3. 潜在意义：为MOF的工业应用选型提供科学依据，指导高稳定性MOF的设计与改性。
Systematic study of the chemical and hydrothermal stability of selected “stable” Metal Organic Frameworks
文章作者：Karen Leus, Thomas Bogaerts, Jeroen De Decker, Hannes Depauw, Kevin Hendrickx, Henk Vrielinck, Veronique Van Speybroeck, Pascal Van Der Voort
DOI：10.1016/j.micromeso.2015.11.055
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387181115007209
本文为科研用户原创分享用于学术宣传交流，具体内容请查阅上述论文，如有错误、侵权等请联系修改、删除。未经允许第三方不得复制转载。
选择分类
购销咨询 
