HKUST-1
HKUST-1是一种金属有机框架材料，其名称来自于香港科技大學。它是1,3,5-苯三甲酸和铜的配合物。[2]
| HKUST-1 | |
|---|---|
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| 别名 | Cu3BTC2 Cu-BTC MOF-199 均苯三甲酸铜 |
| 识别 | |
| CAS号 | 222404-02-6 
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| 性质 | |
| 化学式 | [Cu3(C9H3O6)2]n [Cu3(C9H3O6)2(H2O)3]n |
| 摩尔质量 | 604.88（无水，单体） g·mol⁻¹ |
| 外观 | 暗蓝色固体（无水） 蓝绿色晶体（三水）[1] |
| 密度 | 0.879 g/cm3 |
| 熔点 | 100°C（三水，失水） 240°C（分解） |
| 结构 | |
| 晶体结构 | 面心立方晶体[1] |
| 附加数据页 | |
| 结构和属性 | 折射率、介電係數等 |
| 热力学数据 | 相變数据、固、液、气性质 |
| 光谱数据 | UV-Vis、IR、NMR、MS等 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
制备
HKUST-1可由可溶性Cu2+盐和均苯三甲酸在一定条件下反应得到。常用的方法有溶剂热合成法[3]、常温法[4]等。乙酸铜、硝酸铜、氯化铜和硫酸铜通过反应均能得到该配合物：[5]
- 3 CuCl2 + 2 C9H6O6 → Cu3(C9H3O6)2 + 6 HCl
- 3 Cu(CH3COO)2 + 2 C9H6O6 → Cu3(C9H3O6)2 + 6 CH3COOH
其中，以乙酸铜为铜源，产率较高。其它铜盐由于反应生成较强的酸，需要加入三乙胺来作为反应体系的缚酸剂。在三乙胺的存在下，以硫酸铜为铜源的反应产率最高。
在均苯三甲酸配体的存在下，含碱式碳酸铜的矿物在水/乙醇中进行溶剂热反应，可以将矿物直接转化为HKUST-1框架材料。[6]
应用
HKUST-1对有机硫化合物（如噻吩及其衍生物）有吸附作用，因此可以用作脱硫剂。[7]它对不同气体如CO2[8]、CH4[9]等和其它气体的吸附量不同，可以用于气体的分离。
参考文献
- ^ 1.0 1.1 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. （原始内容存档于2018-04-01） （英语）.
- ^ HKUST-1 Metal Organic Framework. Chem Tube 3D. The University of Liverpool. [2017-07-21]. （原始内容存档于2017-07-16）.
- ^ 노승준, 김진수. 용매열합성법에 의한 나노기공 HKUST-1 막의 제조 및 기체투과 특성[J]. 멤브레인, 2012, 22(6):435-440.
- ^ Zhuang J L, Ceglarek D, Pethuraj S, et al. Rapid Room-Temperature Synthesis of Metal–Organic Framework HKUST-1 Crystals in Bulk and as Oriented and Patterned Thin Films †[J]. Advanced Functional Materials, 2011, 21(8):1442-1447. DOI: 10.1002/adfm.201002529
- ^ 游佳勇,张天永,刘艳凤,李彬,赵振东,黄俊浩.金属有机框架化合物HKUST-1的快速合成[J].高校化学工程学报,2015,29(05):1126-1132. doi:10.3969/j.issn.1003-9015.2015.05.015
- ^ Raffaele Riccò, Oliver Linder-Patton, Kenji Sumida, Mark J. Styles, Kang Liang, Heinz Amenitsch, Christian J. Doonan, Paolo Falcaro. Conversion of Copper Carbonate into a Metal–Organic Framework. Chemistry of Materials. 2018-07-21, 30 (16): 5630–5638 [2018-09-03]. ISSN 0897-4756. doi:10.1021/acs.chemmater.8b01891. （原始内容存档于2019-10-17） （英语）.
- ^ 付志凯. 竞争吸附条件下HKUST-1脱硫性能及吸附机理研究. 大连理工大学, 2015.
- ^ 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. （原始内容存档于2019-10-17） （英语）.
- ^ 韩素英, 韩新华, 曹运祥,等. 金属有机框架材料HKUST-1吸附分离CH4/N2性能研究[J]. 石油炼制与化工, 2018(5).