1. 金属-有机骨架(MOFs)因其独特的结构特性,在多个领域都有广泛的应用潜力。
2. MOFs材料由金属离子或金属簇与有机配体通过配位作用形成,具有超低密度、大孔容积和明确的孔径分布。
3. 近年来,合成的高比表面积MOFs(可达10000 m2 g-1)显著超过了传统材料。
4. MOFs通常作为微孔材料,孔径小于2nm,但通过调整配体长度,孔径可扩大至9.8nm。
5. 常见的MOFs种类包括IRMOFs、ZIFs、MILs和PCNs等。
6. IRMOFs是通过金属簇与羧酸基有机配体形成的重复网络结构,具有较大的孔穴和孔容。
7. MOF-5是IRMOFs中常见的一种,具有约2900 m2 g-1的比表面积,可通过特定的配体合成孔径为2.88nm的中孔MOFs。
8. ZIFs是由金属离子(如Zn或Co)与咪唑环配位形成的沸石结构,易于功能化,热稳定性高。
9. MILs材料由三价过渡金属离子与羧酸配体形成,具有高比表面积,如MIL-100和MIL-101。
10. PCNs材料由Cu离子与三羧酸基配体配位形成,具有复杂结构,如HKUST-1。
11. MOFs材料在气体分离、存储、催化、药物释放、成像和传感等领域有广泛应用。
12. 在能量存储与转换领域,MOFs材料如氧气电催化剂,应用于燃料电池、电解池和金属空气电池等。
13. MOFs材料在电催化中显示出催化活性,但通常为电子绝缘体,活性受限。
14. 复合MOFs材料,如与碳材料复合,可改善导电性并提升催化活性。
15. MOFs材料在OER中也展现出良好的催化性能,如Fe(BTC)MOF材料。
16. MOFs及其衍生材料在氧气电催化中具有广阔的应用前景,是当前研究的热点。
17. 未来的研究将聚焦于MOFs的设计、合成和优化,以提高其在能源转换和存储领域的催化性能。
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