铜箔上原位合成NENU-n系列多酸基MOFs的通用策略

摘要

NENU-n系列多酸基金属有机框架杂化物(POM@MOFs)是将一系列性能优异的Keggin型杂多酸封装到Cu_(3)(BTC)_(2)框架中形成的,在催化和质子传导等领域展示出优异的性能.本文在前期工作的基础上发展了一种在铜箔上原位合成POM@MOFs的新方法,即向反应液中通入氧气,利用酸性条件下氧气能将Cu^(0)氧化为Cu^(2+)的特性为金属有机框架的生长提供铜离子源,使氧化能力较弱的Keggin型钨系杂多酸也可在铜基底上原位合成纯相NENU-n系列杂化物.该方法可在室温条件下进行,简便、快速且原子经济性高.同时发现在不添加任何调节剂的条件下,利用该方法能生成形貌可控的POM@MOFs,其形貌依赖于杂多酸阴离子所带的电荷.电荷高的杂多阴离子可以得到立方体形貌,而电荷低的杂多阴离子得到八面体形貌.利用合成的材料对芥子气模拟物2-氯乙基乙基硫醚(CEES)的催化氧化反应进行了研究,结果表明暴露活性位点更多的立方体形貌的NENU-40[K_(5)BW_(12)O_(40)/Cu_(3)(BTC)_(2)]展现出更优异的催化活性,10 min内即可将2-氯乙基乙基硫醚完全转化为无毒的亚砜.