MOF-5框架的钴掺杂及其对气体吸附性质的影响

首次描述了钴离子对IRMOF金属簇中锌的部分同构替代。具体而言，在溶剂热结晶过程中，不同数量的Co(2+)离子被掺入锌基MOF-5（IRMOF-1）框架，该框架是研究最多的MOF材料之一。可替代的锌的数量似乎有限，最多为总金属含量的25%，即在由四个过渡金属离子形成的每个金属簇中平均不超过一个Co原子。包括X射线衍射、DR紫外-可见光光谱、N(2)吸附等温线和热重分析在内的几种表征技术强烈支持钴有效地掺入材料框架中。合成的CoMOF-5中钴离子呈八面体配位，通过简单抽气变为四面体，可能是通过去除每个Co离子两个二乙基甲酰胺分子实现的。此外，MOF-5材料的H(2)、CH(4)和CO(2)吸附量随着钴含量的增加而系统性增加，尤其是在高压下。考虑到钴被掺入不暴露的金属位点，这些位点对气体分子的可达性较低，这种增加还是适度的。