HKUST-1
HKUST-1是一種金屬有機框架材料，其名稱來自於香港科技大學。它是1,3,5-苯三甲酸和銅的配合物。[2]
| HKUST-1 | |
|---|---|
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| 別名 | Cu3BTC2 Cu-BTC MOF-199 均苯三甲酸銅 |
| 識別 | |
| CAS號 | 222404-02-6 
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| 性質 | |
| 化學式 | [Cu3(C9H3O6)2]n [Cu3(C9H3O6)2(H2O)3]n |
| 摩爾質量 | 604.88（無水，單體） g·mol⁻¹ |
| 外觀 | 暗藍色固體（無水） 藍綠色晶體（三水）[1] |
| 密度 | 0.879 g/cm3 |
| 熔點 | 100°C（三水，失水） 240°C（分解） |
| 結構 | |
| 晶體結構 | 面心立方晶體[1] |
| 附加數據頁 | |
| 結構和屬性 | 折射率、介電係數等 |
| 熱力學數據 | 相變數據、固、液、氣性質 |
| 光譜數據 | UV-Vis、IR、NMR、MS等 |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
製備
HKUST-1可由可溶性Cu2+鹽和均苯三甲酸在一定條件下反應得到。常用的方法有溶劑熱合成法[3]、常溫法[4]等。乙酸銅、硝酸銅、氯化銅和硫酸銅通過反應均能得到該配合物：[5]
- 3 CuCl2 + 2 C9H6O6 → Cu3(C9H3O6)2 + 6 HCl
- 3 Cu(CH3COO)2 + 2 C9H6O6 → Cu3(C9H3O6)2 + 6 CH3COOH
其中，以乙酸銅為銅源，產率較高。其它銅鹽由於反應生成較強的酸，需要加入三乙胺來作為反應體系的縛酸劑。在三乙胺的存在下，以硫酸銅為銅源的反應產率最高。
在均苯三甲酸配體的存在下，含鹼式碳酸銅的礦物在水/乙醇中進行溶劑熱反應，可以將礦物直接轉化為HKUST-1框架材料。[6]
應用
HKUST-1對有機硫化合物（如噻吩及其衍生物）有吸附作用，因此可以用作脫硫劑。[7]它對不同氣體如CO2[8]、CH4[9]等和其它氣體的吸附量不同，可以用於氣體的分離。
參考文獻
- ^ 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. （原始內容存檔於2018-04-01） （英語）.
- ^ HKUST-1 Metal Organic Framework. Chem Tube 3D. The University of Liverpool. [2017-07-21]. （原始內容存檔於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,張天永,劉艷鳳,李彬,趙振東,黃俊浩.金屬有機框架化合物HKUST-1的快速合成[J].高校化學工程學報,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. （原始內容存檔於2019-10-17） （英語）.
- ^ 付志凱. 競爭吸附條件下HKUST-1脫硫性能及吸附機理研究. 大連理工大學, 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. （原始內容存檔於2019-10-17） （英語）.
- ^ 韓素英, 韓新華, 曹運祥,等. 金屬有機框架材料HKUST-1吸附分離CH4/N2性能研究[J]. 石油煉製與化工, 2018(5).