MIL-53

MIL-53
MIL-53

MIL-53 (MIL ⇒ M atériaux de l' Institut L avoisier ) należy do klasy materiałów szkieletowych metaloorganicznych (MOF). Pierwsza synteza i nazwa została ustalona przez grupę Gérarda Féreya w 2002 r. Struktura MIL-53 składa się z nieorganicznych łańcuchów [M-OH], które są połączone z czterema sąsiednimi łańcuchami nieorganicznymi za pomocą cząsteczek łącznikowych na bazie ftalanu. Każde metalowe centrum jest oktaedrycznie koordynowane przez sześć atomów tlenu. Cztery z tych atomów tlenu pochodzą z czterech różnych grup karboksylanowych, a pozostałe dwa atomy tlenu należą do dwóch różnych ugrupowań μ-OH, które łączą sąsiednie centra metali. Powstała struktura ramowa zawiera jednowymiarowe pory w kształcie rombu. Wiele grup badawczych badało elastyczność struktury MIL-53. To elastyczne zachowanie, podczas którego przekrój poprzeczny porów zmienia się odwracalnie, zostało nazwane „efektem oddychania” i opisuje zdolność szkieletu MIL-53 do reagowania na bodźce zewnętrzne.

Analogi strukturalne

Monometaliczne analogi MIL-53 z pojedynczym łącznikiem

MIL-53(Cr) był pierwszym zgłoszonym członkiem rodziny MIL-53 i jest zbudowany z Cr 3+ jako centrum metalu i tereftalanu (benzeno-1,4-dikarboksylanu) jako cząsteczek łącznika. W oparciu o przypominającą skrzynkę narzędziową konstrukcję metaloorganicznych materiałów ramowych, różne centra metalowe lub cząsteczki łącznika mogą być wykorzystywane do syntezy innych członków rodziny MIL-53. trójwartościowych (M 3+ ), ale opublikowano również materiały z metalami dwuwartościowymi (M 2+ ) lub czterowartościowymi (M 4+ ).

Przegląd zgłoszonych materiałów MIL-53 (M).
Nazwa Metalowe centrum i

stan utlenienia

 Rok

opublikowanie

 Alternatywny

nazwa

 Odniesienie
MIL-53(V) V 3+ 2002 MIL-47
V 4+
MIL-53(Cr) Cr 3+ 2002
MIL-53(Al) Al 3+ 2004
MIL-53(Fe) Fe 3+ 2005
Fe 2+ 2005
MIL-53 (w) w 3+ 2005
MIL-53(Ko) Co 2+ 2005 MOF-71
MIL-53(Ga) Ga 3+ 2008
MIL-53(Mn) Mn2 + 2010
MIL-53 (sc) sc 3+ 2011
MIL-53(Ni) Ni 2+ 2013

Tereftalan był używany jako cząsteczki łącznika we wczesnych raportach na temat materiałów MIL-53. Później do syntezy funkcjonalizowanych materiałów MIL-53 wykorzystano cząsteczki łącznika na bazie tereftalanu z dodatkowymi grupami funkcyjnymi. Oprócz dwóch grup karboksylanowych tereftalanu, które są wykorzystywane do tworzenia struktury zrębowej, funkcjonalne cząsteczki łącznikowe zawierają jedną lub więcej grup funkcyjnych w pierścieniu benzenowym, które nie uczestniczą w tworzeniu struktury zrębowej.

Przegląd materiałów MIL-53(M) z funkcjonalnymi cząsteczkami łącznikowymi
Łącznik funkcjonalny Centrum metalowe (M)
V Kr Glin Fe W Ga
2-Aminoterephthalate

2-aminobenzeno-1,4-dikarboksylan

 -
2-Fluorobenzene-1,4-dicarboxylate

2-fluorobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - -
2-Chlorobenzene-1,4-dicarboxylate

2-chlorobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - -
2-Bromobenzene-1,4-dicarboxylate

2-Bromobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - -
2-Iodobenzene-1,4-dicarboxylate

2-jodobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - - -
2-Nitrobenzene-1,4-dicarboxylate

2-Nitrobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - -
Benzene-1,2,4-tricarboxylate

Benzen-1,2,4-trikarboksylan

 - - - - -
2-Methylbenzene-1,4-dicarboxylate

2-Metylobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - -
2-Trifluoromethylbenzene-1,4-dicarboxylate

2-trifluorometylobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - - -
2-Hydroxybenzene-1,4-dicarboxylate

2-hydroksybenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - -
2-Methoxybenzene-1,4-dicarboxylate

2-metoksybenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - - -
2-Sulfobenzene-1,4-dicarboxylate

2-sulfobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - - -
2-Isocyanatebenzene-1,4-dicarboxylate

2-izocyjanianobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - - -
2-Isothiocyanatebenzene-1,4-dicarboxylate

2-Izotiocyjanianobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - - -
2,5-Dimethylbenzene-1,4-dicarboxylate

2,5-dimetylobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - - -
2,5-Dihydroxybenzene-1,4-dicarboxylate

2,5-dihydroksybenzeno-1,4-dikarboksylan

 - -
2,5-Dithiolbenzene-1,4-dicarboxylate

2,5-Ditiolbenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - - -
2,5-Fluorobenzene-1,4-dicarboxylate

2,5-difluorobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - -
2,5-Bis(trifluoromethyl)benzene-1,4-dicarboxylate

2,5-bis(trifluorometylo)benzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - -
2-Amino-5-nitrobenzene-1,4-dicarboxylate

2-amino-5-nitrobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - -
Benzene-1,2,4,5-tetracarboxylate

Benzen-1,2,4,5-tetrakarboksylan

 - -

MIL-121

 MIL-82 - -
2,3,5,6-Tetramethylbenzene-1,4-dicarboxylate

2,3,5,6-tetrametylobenzeno-1,4-dikarboksylan

 -

MIL-105

 - - - -
2,3,5,6-Tetrachlorobenzene-1,4-dicarboxylate

2,3,5,6-Tetrachlorobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - - -
2,3,5,6-Tetrabromobenzene-1,4-dicarboxylate

2,3,5,6-Tetrabromobenzeno-1,4-dikarboksylan

 - - - - -
Naphthalene-1,4-dicarboxylate

Naftaleno-1,4-dikarboksylan

 - - - -

Mieszane analogi MIL-53

Oprócz monometalicznych analogów MIL-53 z pojedynczym łącznikiem, które zawierają jeden rodzaj metalu i jeden rodzaj łącznika w strukturze szkieletowej, odnotowano kilka analogów MIL-53 o mieszanych składnikach. W materiałach MIL-53 z mieszanymi metalami dwa różne metale są włączone do struktury szkieletowej w krystalograficznie równoważnych pozycjach sieci. Ponieważ oba rodzaje metali zajmują równoważne pozycje, stosunek metali można zwykle zmieniać niezależnie od struktury szkieletu. Mieszane metaliczne analogi MIL-53 zostały zsyntetyzowane głównie za pomocą procedur bezpośredniej syntezy w warunkach hydrotermalnych lub solwotermalnych warunki.

Przegląd analogów MIL-53 z mieszanymi metalami
Centra metalowe i

stany utlenienia

 Stosunki metali

[-]

 Metoda syntezy Cytat
Al 3+ / Kr 3+ 0,99 : 0,01 Bezpośrednia synteza

hydrotermalny
Al 3+ / V 4+ 0,99 : 0,01

0,95 : 0,05

0,71 : 0,29

0,32 : 0,68

0,13 : 0,87

 Bezpośrednia synteza

hydrotermalny
? ?
Al 3+ / Fe 3+ 0,85 : 0,15

0,99 : 0,01

 Bezpośrednia synteza

elektrochemiczny

0,96 : 0,04 Postsyntetyczna wymiana metali
Al 3+ / Ga 3+ ≈ 0,70 : 0,30

≈ 0,85 : 0,15

 Bezpośrednia synteza

hydrotermalny
Kr 3+ / V /4+ 0,05 : 0,95

0,10 : 0,90

0,23 : 0,77

0,50 : 0,50

0,75 : 0,25

 Bezpośrednia synteza

kuchenka mikrofalowa
0,07 : 0,93

0,13 : 0,87

0,17 : 0,83

0,37 : 0,63

0,58 : 0,42

 Bezpośrednia synteza

solwotermiczny
Cr 3+ / Fe 3+ 0,60 : 0,40 Bezpośrednia synteza

hydrotermalny
Fe 2+/3+ / V 2+/3+ 0,88 : 0,12

0,76 : 0,24

0,74 : 0,26

0,49 : 0,51

 Bezpośrednia synteza

solwotermiczny
Fe2 + ​​/ Mn2 + 0,90 : 0,10

0,88 : 0,12

0,82 : 0,18

0,74 : 0,26

 Bezpośrednia synteza

solwotermiczny
Fe2 + ​​/ Co2 + 0,97 : 0,03

0,94 : 0,06

0,90 : 0,10
Fe2 + ​​/ Ni2 + 0,91 : 0,09

0,89 : 0,11

0,84 : 0,16

0,78 : 0,22

Podobnie jak w przypadku materiałów MIL-53 z mieszanymi metalami, opisano analogi MIL-53 z mieszanymi łącznikami, w których dwie różne cząsteczki łącznika są włączone do struktury zrębowej w krystalograficznie równoważnych pozycjach w różnych stosunkach. Jedną z korzyści stosowania koncepcji łączników mieszanych jest to, że liczbę grup funkcyjnych w zrębie można regulować za pomocą różnych stosunków łączników.

Przegląd analogów MIL-53 z łącznikiem mieszanym
Łącznik 1 Łącznik 2 Współczynniki łączników

[-]

 Centrum metalowe Metoda syntezy Cytat
Benzene-1,4-dicarboxylate

Benzen-1,4-dikarboksylan

 2-Aminoterephthalate

2-aminobenzeno-1,4-dikarboksylan

 0,90 : 0,10

0,50 : 0,50

0,10 : 0,90

 Al 3+ Bezpośrednia synteza

hydrotermalny
0,90 : 0,10

0,82 : 0,18

0,51 : 0,49

0,48 : 0,62
Benzene-1,4-dicarboxylate

Benzen-1,4-dikarboksylan

 2,5-Dihydroxybenzene-1,4-dicarboxylate

2,5-dihydroksybenzeno-1,4-dikarboksylan

 0,75 : 0,25

0,50 : 0,50

0,25 : 0,75

 Al 3+ Bezpośrednia synteza

solwotermiczny
Benzene-1,4-dicarboxylate

Benzen-1,4-dikarboksylan

 2-Iodobenzene-1,4-dicarboxylate

2-jodobenzeno-1,4-dikarboksylan

 0,81 : 0,19

0,55 : 0,45

0,27 : 0,73

 Al 3+ Bezpośrednia synteza

hydrotermalny
Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=MIL-53&oldid=1138829277 ”