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金屬有機骨架:MIL-100(Fe)的制備及引入氫氟酸后的晶體結構調控

時間:2022-02-23 17:24:05       瀏覽:1080
金屬有機骨架材料(MOF)作為新型材料具有較大的比表面積,可控的孔道結構,例如:MIL-100(Fe)的晶體粒徑。通過采用硫酸亞鐵和硫酸鐵鹽作為混合價態鐵源水熱合成不同晶粒大小的MIL- 100(Fe),實現了對MIL-100(Fe)晶粒尺寸和存在形態的有效調控。

采用硫酸亞鐵與硫酸鐵混合價態鐵鹽作為鐵源晶化MIL-100(Fe),制備金屬有機骨架材料MIL-100(Fe),晶化方法如下:

準確稱量不同比例價態鐵源溶于適量H2O中,加入H3BTC,超聲20分鐘,攪拌均勻,然后裝入100mL的帶有聚四氟襯里的不銹鋼反應釜中,升溫至150C,恒溫反應24h,快速冷卻至室溫。產物分別用H2O及EtOH洗滌至溶液無色,所得產物在50C空氣下干燥即可得到預處理橙黃色粉末狀樣品。


如上圖所示:不同價態比例鐵源晶化的MIL-100(Fe)可知,隨著二價鐵含量的增加,MIL-100(Fe)的結晶度逐漸增加,當只含有二價鐵作為鐵源時,其結晶度達到較大值。這說明晶化過程中鐵源價態的改變使MIL-100(Fe)的孔道結構比表面積等晶體結構特征發生一定的改變。

結果表明:相對于二價鐵源晶化的產物, 引入氫氟酸后,MIL-100(Fe)樣品都具有較高的結晶度,表明其晶化過程得到了一定的促進,并且保持MIL-100(Fe)本身結構不變。在以硫酸亞鐵作為鐵源的前提下,引入氫氟酸作為礦化劑,從而使樣品的晶體粒徑由2μm增大至20μm左右。隨著晶粒尺寸的增大,晶體逐漸形成規則的多面體。為將來的工業化奠定了重要的基礎。



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