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JACS: 米兰大学、中科院福建物质结构所、佛山大学报道氢键有机HOF材料

纳米技术

2020-04-06

氢键结构的有机金属材料（hydrogen-bonded organic framework, HOF）在展现了多种应用前景，关于HOF材料的结构-性能关系还没有深入的理解。米兰大学、中科院福建物质结构所、佛山大学的研究者报道了一种平面结构的HOF材料，这种材料由六元环结构组成三种不同结构的材料，并展现了非常高的化学稳定性、可调节的晶体结构、选择吸附性。

文章要点：

（1）4,4'，4''-苯-1,3,5-三基三（苯甲酸）（4,4',4''-benzene-1,3,5-triyl-tris(benzoic acid)，H₃BTB）和4,4'，4'-（1,3,5-三嗪-2,4,6-三苯基）-三苯甲酸（4,4',4''-(1,3,5-tria-zine-2,4,6-triyl)-tribenzoic acid，H₃TATB）进行反应，通过共面的羧酸形成氢键作用，在不同的溶剂中生成了三种不同结构的HOF材料。在这些结构中，H₃TATB分子通过双氢键作用形成多种二维结构，并展现了不同的孔道结构。

（2）气体吸附性能。N₂吸附测试显示，PFC-11和PFC-12的N₂吸附分别为247 cm³/g和251 cm³/g，PFC-13在活化后没有N₂吸附能力。PFC-11和PFC-12的CO₂吸附测试发现，PFC-11的CO₂吸附活性在目前报道的性能为最高的几种，在273 K和298 K中的CO₂吸附性能分别为90.3 cm³/g和65.1 cm³/g。稳定性测试XRD结果显示，材料在N₂吸附后能保持结构的稳定性。作者对材料对苯、甲苯、环己烷的蒸气吸附性能探索，发现PFC-11和PFC-12的苯和甲苯吸附性能比环己烷的更高，这是因为材料中暴露的π电子和苯、甲苯的相互作用更强。