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MOF材料中金属离子分布的解析

MOF（金属有机框架）材料是一类有机-无机杂化多孔材料，在气体吸附分离等领域具有广阔的潜在应用前景。在MOF材料中引入多种配体（MTV-MOF）或者多种金属离子（Mixed-Metal MOF）都能有效调控其性质，已知配体/金属的分布对MOF材料的性质具有重要的影响。虽然MTV-MOF中配体的分布已成功通过固体核磁手段进行解析，但是对混合金属MOF中金属离子在原子尺度上的分布进行无损研究还存在挑战。我们通过对混合Mg/Ni-MOF-74配体上的羧基进行选择性标记，可通过固体核磁成功分辨出混合Mg/Ni-MOF-74中金属-氧链的金属离子分布，确认金属离子与羧基的配位方式。我们发现镍离子倾向于和其它镍离子一起存在，这种微环境导致混合Mg/Ni-MOF-74的CO吸附能力显著上升。混合Mg/Ni-MOF-74与纯Ni-MOF-74相比，只需要一半的镍离子量即可达到相同CO吸附量。这一个工作首次建立了混合金属MOF中原子尺度离子分布与宏观吸附性能之间的联系，为进一步优化MOF材料性能和设计新MOF材料提供了指导。

181 2022-09-30

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