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网站运维托管,自主建站网站平台,北京办公用品网站建设,网站上登录系统制作NH2-MIL-125(Ti)#xff0c;氨基修饰的MIL-125钛金属有机框架 CAS号#xff1a;1309760-94-8#xff0c;六[I-(2-氨基-1,4-苯二甲酸基)][四-羟基辛-1-氧代NH₂-MIL-125(Ti) 是一种以钛为金属节点、氨基对苯二甲酸为有机配体构建的金属有机框架材料#xff08;Metal–Org…NH2-MIL-125(Ti)氨基修饰的MIL-125钛金属有机框架 CAS号1309760-94-8六[I-(2-氨基-1,4-苯二甲酸基)][四-羟基辛-1-氧代NH₂-MIL-125(Ti) 是一种以钛为金属节点、氨基对苯二甲酸为有机配体构建的金属有机框架材料Metal–Organic Framework, MOF。该材料属于 MIL-125(Ti) 系列的功能化衍生物通过在有机配体中引入氨基–NH₂基团使框架结构在保持原有稳定性的基础上获得新的化学活性与光学、电学特性。MIL-125(Ti) 最初由法国材料研究团队开发其核心结构由 Ti-O 八面体簇与对苯二甲酸构成三维多孔网络。NH₂-MIL-125(Ti) 则以 2-氨基对苯二甲酸NH₂-BDC替代普通对苯二甲酸BDC在不改变骨架拓扑结构的前提下在孔道内壁引入氨基官能团从而显著丰富材料的表面化学性质。从材料分类角度看NH₂-MIL-125(Ti) 属于有机-无机杂化多孔晶体材料兼具无机氧化钛的稳定性与有机配体的可设计性是一种结构明确、组成可调、孔道规则的功能化 MOF 材料。二、化学组成与结构特征1. 金属节点组成NH₂-MIL-125(Ti) 的无机节点由四价钛离子Ti⁴⁺构成通常以 Ti₈O₈(OH)₄ 的簇合结构存在。每个钛原子与周围氧原子通过配位键连接形成稳定的 Ti–O 桥键网络。这种钛氧簇结构具有较高的化学稳定性和一定的光响应能力是该材料框架稳定性的核心来源。钛作为金属中心具有以下特点价态稳定常以 Ti⁴⁺ 存在与羧基配体形成较强配位键具有较好的光电子迁移特性对水和弱酸碱环境具有较强耐受性。2. 有机配体组成NH₂-MIL-125(Ti) 的有机配体为 2-氨基对苯二甲酸NH₂-BDC其分子结构中包含一个苯环骨架两个对位羧基–COOH一个邻位氨基–NH₂。羧基通过与钛离子配位构成 MOF 框架的有机桥梁氨基则作为功能化基团暴露在孔道内壁为材料提供额外的化学活性位点。3. 框架拓扑结构NH₂-MIL-125(Ti) 保持了 MIL-125 系列典型的三维多孔拓扑结构属于高度有序的晶体网络。其孔道呈规则分布主要由两种类型孔径组成小孔直径约 6–7 Å大孔直径约 12–13 Å。这些孔道通过窗口相互连通形成连续的分子通道网络有利于小分子在材料内部扩散与吸附。三、物理性质1. 晶体形貌与比表面积NH₂-MIL-125(Ti) 通常呈规则多面体或类立方晶体形貌粒径可通过溶剂、温度和反应时间调控一般分布在几十纳米到数微米范围内。该材料具有较高比表面积通常在 800–1200 m²/g 之间具体数值取决于合成条件和后处理方式。高比表面积意味着单位质量材料具有大量可接触表面为吸附、负载和界面反应提供充足空间。2. 孔结构与孔容NH₂-MIL-125(Ti) 属于典型的微孔材料孔径分布集中且规则孔容一般在 0.4–0.6 cm³/g 范围。孔道内部富含极性官能团如 –NH₂、–OH使材料内部环境呈现一定极性特征有利于与极性分子发生作用。3. 热稳定性在惰性气氛或空气条件下NH₂-MIL-125(Ti) 通常在 300℃ 左右开始发生明显结构分解300℃ 以下框架结构保持稳定。钛氧簇结构在加热过程中具有较高稳定性有机配体部分在高温下逐步分解。四、化学性质1. 表面化学活性NH₂-MIL-125(Ti) 最大的化学特征在于孔道内壁富含氨基官能团这些氨基具有以下性质可作为亲核试剂参与缩合反应可与羧基、醛基、活性酯发生共价偶联可与金属离子形成配位键可参与氢键作用。这种官能团赋予材料较强的可修饰性使其成为良好的功能化平台。2. 光化学性质钛氧簇本身具有类似半导体的能带结构在紫外或可见光照射下可发生电子跃迁。氨基基团的引入会改变材料的能带宽度使其吸收光谱向可见光区域延伸从而提升光响应范围。光照条件下材料内部可能发生电子从价带跃迁至导带氨基作为电子给体参与电荷转移框架内部形成电子-空穴对。这些特性使 NH₂-MIL-125(Ti) 具备一定光电活性基础。3. 吸附与相互作用能力由于孔道规则且富含极性基团该材料对多种小分子具有较强吸附能力如水分子、醇类、胺类、芳香族化合物等。吸附机制主要包括物理吸附范德华力氢键作用静电相互作用配位吸附。五、稳定性与相容性1. 化学稳定性NH₂-MIL-125(Ti) 在中性和弱酸、弱碱环境中具有较好的结构稳定性。钛-羧酸配位键较强不易发生水解。相比部分锌基或铜基 MOF钛基 MOF 对水的耐受性更高。2. 水稳定性在纯水或缓冲溶液中NH₂-MIL-125(Ti) 框架可保持较长时间结构完整仅在强酸或强碱条件下才会出现明显解体。3. 可修饰性由于氨基分布在孔道表面材料可通过多种方式进行后修饰如接枝聚合物链引入靶向分子构建复合纳米结构表面涂层改性。这种高度可修饰性使 NH₂-MIL-125(Ti) 成为多功能材料设计的重要基础结构。六、综合总结NH₂-MIL-125(Ti) 是一种以钛为金属节点、氨基对苯二甲酸为有机配体构建的功能化金属有机框架材料其核心成分与性质可概括为成分结构明确由 Ti⁴⁺-氧簇与 NH₂-BDC 配体组成三维多孔晶体网络。孔道规则具有微孔结构和较高比表面积利于分子扩散与负载。表面富含氨基提供丰富化学反应位点具备良好可修饰性。物理稳定性较好在 300℃ 以下保持结构稳定对水和弱酸碱环境耐受性较强。光学与电子特性可调氨基引入改变能带结构拓展光响应范围。界面相互作用能力强可通过氢键、配位、静电等方式与多种分子发生作用。综合来看NH₂-MIL-125(Ti) 是一种结构清晰、性质可调、化学活性丰富的功能化 MOF 材料为多种材料科学与纳米体系构建提供了稳定而灵活的基础框架。