杯芳烃的羧酸衍生物的合成及其金属配合物组装的探索文献综述

 2023-04-22 16:01:55

文献综述

文 献 综 述摘要:最初对金属有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COFs)的探索与研究是由其前所未有的孔隙率和表面积激发的,网状化学的核心,通过开辟化学成分,结构和材料性质的无限空间,拓宽了化学的界限,而最难的是运用热力学知识设计相关化学键并且能够精确预测晶体框架结构,化学成分的可调性,将各种功能整合到框架骨架上,从而微调金属 - 有机框架(MOF)和共价有机框架(COF)性质,超越任何其他材料类别。

通过金属离子/团簇与有机连接物的配位直接自组装,基于MOF合成的模块化性质和温和条件,明智地选择分子构建块来系统地调整MOF材料的孔隙率,合理的预设计结构或优化合成线路等方法将各种功能位点/基团引入金属离子/团簇,有机连接体或孔隙空间从而使MOF能够用作探索多功能材料的高度通用和可调的平台。

如今,MOF材料作为新兴多功能材料在气体储存和分离,光学,电和磁性材料,化学传感,催化和生物医学等一些最重要的应用中体现出优越性和强大潜力。

关键词:金属有机骨架(MOFs);共价有机骨架(COFs);工业应用;网状化学;功能性;Abstract: The initial exploration and study of metal-organic skeletons (MOFs) and covalent organic skeletons (COFs) was stimulated by its unprecedented porosity and surface area, the core of reticular chemistry, which broadened the boundaries of chemistry by opening up unlimited spaces for chemical composition, structure and material properties, and the most difficult was to use thermodynamic knowledge to design relevant chemical bonds and be able to accurately predict the structure of the crystal frame, the tunableness of chemical composition, integrating various functions into the frame skeleton, thereby fine-tuning the metal - Organic framework (MOF) and covalent organic framework (COF) properties that surpass any other material category.Direct self-assembly through coordination of metal ions/clusters with organic joiners, based on the modular nature and mild conditions of MOF synthesis, wise selection of molecular building blocks to systematically adjust the porosity of MOF materials, reasonable pre-designed structures or optimization of synthetic circuits, etc The method introduces various functional sites/groups into metal ions/clusters, organic joiners, or pore spaces thus enabling MOF to be used as a highly versatile and tunable platform for exploring multifunctional materials. Today, MOF materials are emerging as versatile materials that offer superiority and great potential in some of the most important applications such as gas storage and separation, optical, electrical and magnetic materials, chemical sensing, catalysis and biomedicine. Key words:MOFs,COFs, Industrial applications, functionality,reticular chemistry1.引言:金属有机框架(MOF)和/或配位聚合物的研究无疑是化学和材料界最活跃的研究领域之一, (1, 2)MOFs现在可以通过非常简单的溶剂热合成方法由大量金属离子和/或含金属团簇以及有机配体进行常规设计和构建,并且可以通过实验室X射线,同步加速器和/或中子衍射研究常规表征其结构。

MOFs在具有极高孔隙率、可调孔隙和多样化的功能位点方面具有独特性。

极高的孔隙率,表面积达约7000米2g1使得MOF材料特别适用于氢气,甲烷和乙炔气体的储存以及二氧化碳的捕获;其具有功能位点的微调孔隙,使我们能够解决那些非常具有挑战性的小分子和大分子分离,并开发用于传感,药物输送和多相催化的材料。

2.研究现状:在过去几年中,虽然有关框架合成论文的数量不断增加,但CSD数据库中每年新条目的数量已开始减少。

热情的分子架构师总是会发现设计创新MOFs结构的新挑战,但这一趋势仍然表明,该领域在材料发现方面已经达到了一定程度的成熟度,现在重点正在转向合成的其他方面,以及具有特定特性的材料的设计和鉴定,目前我们可以很容易地设计和调整MOF的孔隙率,孔径和功能位点,因此MOF材料在气体储存,气体分离和对映选择性分离方面非常有前景。

此外可以通过在具有独特物理和化学性质的孔隙中掺入各种金属离子/金属簇,有机连接物和封装物种来瞄准超出其孔隙度的新型功能MOF材料。

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