HKUST-1的性質

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基本信息[編輯 | 編輯原始碼]

  • 中文名:均苯三甲酸銅(II)
  • 通用名:HKUST-1
  • 化學式:[Cu3(C9H3O6)2(H2O)3]n
  • 金屬元素含量: 28.932%(質量分數)[1]
  • CAS號:222404-02-6
  • 英文名:Triaqua[μ-[1,3,5-benzenetricarboxylato(3-)-κO1:κO'1]][μ3-[1,3,5-benzenetricarboxylato(3-)-κO1:κO3:κO'1]]tricopper
  • 外觀:藍綠色晶體(三水)或暗藍色固體(無水),水熱法生長的HKUST-1可以六邊形藍色晶體結晶

結構性質[編輯 | 編輯原始碼]

結構性質
晶體結構 面心立方
空間群 Fm3m[2]
晶胞參數 a=26.2833(2)(100 K)
a=26.2600(3)(356 K)
a=26.2424(4)(500 K)[2]
鍵長 Cu-Cu:2.628(2) A
Cu-OCO:1.952(3) A
Cu-OH2 = 2.165(8) A[3]
鍵角
孔徑 4.0 ~ 8.0 A[4]
CCDC數據庫 連結
晶胞原子統計
原子質量比(原子數比) C 35.7% (46.2%)
H 1.00% (15.4%)
O 31.7% (30.8%)
Cu 31.5% (7.7%)[5]
差分電荷
(晶胞內原子數)[6]
Cu 1.098 (48)
O −0.665 (192)
羧基C 0.778 (96)
苯環C(連接羧基) −0.092 (96)
苯環C(連接H) −0.014(96)
苯環H 0.109 (96)

表面化學性質[編輯 | 編輯原始碼]

氣體吸附
二氧化碳 11.21 mmol/g(乙二胺溶劑熱法,293 K、1 MPa)[7]
甲烷 9.84 mmol/g(DMF溶劑熱,處理溫度230 °C)[8]
氮氣 ~400 cm3/g(乙酸和乙醇混合溶劑,STP)[9]
溶質吸附
噻吩 進料量 310 mg/L
穿透點 32 mL/g
(固定床)[10]
剛果紅 400 mg/g(DMF溶劑熱,微量HBF4存在)[11]

譜圖性質[編輯 | 編輯原始碼]

UV-Vis
λmax
Extinction coefficient
IR
Major absorption bands 參見文獻[12]
MSTG
熱重分析 523 K(失去框架中吸附的水分子及所含的有機溶劑)
583~643 K(框架分解)[13]
XRD
XRD圖譜 參見文獻[12][14]

參考文獻[編輯 | 編輯原始碼]

  1. WolframAlpha. [2019-1-28]
  2. 2.0 2.1 Yue Wu, Atsushi Kobayashi, Gregory J. Halder, Vanessa K. Peterson, Karena W. Chapman, Nina Lock, Peter D. Southon, Cameron J. Kepert. Negative Thermal Expansion in the Metal-Organic Framework Material Cu3(1,3,5-benzenetricarboxylate)2. Angewandte Chemie International Edition. 2008-11-03, 47 (46): 8929–8932 [2018-04-16]. ISSN 1521-3773. doi:10.1002/anie.200803925 (英語). 
  3. 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 (英語). 
  4. Nak Cheon Jeong, Bappaditya Samanta, Chang Yeon Lee, Omar K. Farha, Joseph T. Hupp. Coordination-Chemistry Control of Proton Conductivity in the Iconic Metal–Organic Framework Material HKUST-1. Journal of the American Chemical Society. 2011-12-14, 134 (1): 51–54 [2018-09-02]. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja2110152 (英語). . Supporting Information.
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  6. Nadeen Al-Janabi, Xiaolei Fan, Flor R. Siperstein. Assessment of MOF’s Quality: Quantifying Defect Content in Crystalline Porous Materials. The Journal of Physical Chemistry Letters. 2016-04-07, 7 (8): 1490–1494 [2018-09-03]. ISSN 1948-7185. doi:10.1021/acs.jpclett.6b00297 (英語).  Supporting Information
  7. Song F J, Rose M, Senkovska I, et al. A protophilic solvent-assisted solvothermal approach to Cu-BTC for enhanced CO2 capture. Appl Organomet Chem, 2015, 29(9): 612
  8. 宋佳, 王剛, 趙亮,等. 程序升溫處理對HKUST-1吸附甲烷性能的影響[J]. 石油化工, 2015, 44(5):586-589.
  9. 鄭麗明, 朱智洪, 孫惠惠,等. 模板法製備介微雙孔HKUST-1材料[J]. 功能材料, 2015, 46(11):11112-11117.
  10. 那立艷, 張麗影, 張偉,等. 室溫下金屬有機骨架材料Cu3(BTC)2的合成與表徵[J]. 功能材料, 2015, 46(12):12079-12081.
  11. 王蕾, 張金苗, 呂建波,等. HKUST-1晶格空位的構建及對偶氮染料吸附的影響[J]. 環境工程學報, 2018(5).
  12. 12.0 12.1 Zong-Qun Li, Ling-Guang Qiu, Tao Xu, Yun Wu, Wei Wang, Zhen-Yu Wu, Xia Jiang. Ultrasonic synthesis of the microporous metal–organic framework Cu3(BTC)2 at ambient temperature and pressure: An efficient and environmentally friendly method. Materials Letters: 78–80. [2018-04-16]. doi:10.1016/j.matlet.2008.09.010. . Supplement Information for IR data
  13. 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 (英語). 
  14. Miyuki HASHIMOTO, Satoshi OKAJIMA, Toshihiro KONDO, Kenji HARA, Wang-Jae CHUN. Thin Film Structures of Metal-Organic Framework [Cu3(BTC)2(H2O)3]n on TiO2(110). Electrochemistry. 2014-05-05, 82 (5): 335–337 [2018-04-16]. ISSN 1344-3542. doi:10.5796/electrochemistry.82.335 (英語).