金属有机框架材料的绿色合成

作者：张彦星; 吴一楠; 李风亭^*

来源：无机盐工业, 2021, 53(02): 17-23.

• 金属有机框架化合物
• 多孔材料
• 绿色合成

金属有机框架化合物(Metal-organic frameworks,简称MOFs)是由金属离子(或簇)与有机配体配位并经由自组装而形成的一类多孔材料[1]。MOFs具有极其发达的孔道结构,比表面积和孔容远超其他多孔材料。有机/无机杂化这一特点也赋予了MOFs其他材料(例如沸石、活性炭等)所不具备的无限结构功能可调性[2]。此外,MOFs具有移除客体分子而主体框架完好保持的持久孔道或孔穴,这使得MOFs具有超乎寻常的化学及物理稳定性。正是基于以上这些特点,MOFs在许多领域有着丰富的应用[3-4],例如催化[5]、H2储存[6]、CO2捕集[7]、药物运输[8]、污染物吸附[9]、生物医学成像[10]等方面。MOFs的商业化探索成为了目前的热点。MOFs的很多应用都与可持续发展及"绿色材料"有关,但MOFs本身的合成过程也需要考虑可持续性和环境影响。金属有机化学所面临的环境挑战是独特的,因为它将金属离子、有机配体的危害联系在一起,且合成过程大多需要大量能耗。主要介绍了金属有机框架材料的绿色可持续合成,主要分为4个方面:1)使用更安全或生物相容性的配体;2)使用更绿色、低成本的金属源;3)绿色溶剂的开发;4)无溶剂合成法。

• 单位
  同济大学; 环境科学与工程学院