NH2-MIL-53(Fe) ，1291088-77-1

NH2-MIL-53(Fe)，CAS:1291088-77-1
介绍：NH2-MIL-53(Fe)是一种金属有机框架材料，其分子式通常为C24H15N3O13Fe3，分子量为720.92。该材料由配位金属Fe和配体2-氨基对苯二甲酸组成。
应用：
气体（如二氧化碳）和污染物吸附。
作为路易斯酸催化剂具有催化性能。

结构式：

NH₂-MIL-53(Fe) (CAS: 1291088-77-1)

结构与组成

NH₂-MIL-53(Fe) 是一种氨基功能化的铁基金属有机框架（MOF），其结构由铁离子（Fe³⁺）和对苯二甲酸（BDC）构成的配体通过配位作用形成三维网状结构。在该材料中，氨基（-NH₂）基团被引入到BDC配体中，以增强其亲水性、化学活性和催化性能。

NH₂-MIL-53(Fe) 具有独特的孔隙结构，其中铁离子和BDC配体通过配位连接，形成一个具有可调孔隙度的三维框架。这种结构使得它在气体吸附、分离以及催化反应等领域表现出色。氨基基团的引入使得该材料具有更强的亲水性和化学反应性，这在气体存储、催化以及环境应用中提供了更广泛的潜力。

性质

比表面积：NH₂-MIL-53(Fe) 具有较高的比表面积，通常在1000 m²/g以上，这使得它在气体吸附和分离方面具有重要应用价值。

孔隙性：该材料的孔隙结构可以通过合成条件进行调节，具有高度的可调性。氨基基团的引入对孔隙的大小、形态及吸附性能具有一定的调节作用。

化学稳定性：由于氨基基团的引入，NH₂-MIL-53(Fe) 在一些极端环境下，如酸性或碱性环境中，表现出较高的稳定性。此外，它还具有较强的抗水解能力，能够在潮湿环境中保持结构完整。

热稳定性：NH₂-MIL-53(Fe) 在常温下具有较好的热稳定性，但在高温环境下可能会导致一定的孔隙度损失。

合成方法

NH₂-MIL-53(Fe) 的合成通常采用溶剂热法或水热法。首先，铁源（如FeCl₃）和氨基功能化的对苯二甲酸（NH₂-BDC）在溶剂中进行反应，通过高温条件生成三维金属有机框架结构。合成过程中，氨基基团的引入通过选择合适的氨基功能化BDC配体来完成，这些氨基基团增强了材料的亲水性和化学反应性。

合成过程中，溶剂的选择、反应温度以及反应时间等条件会影响最终产品的孔隙结构、比表面积及稳定性。

应用

气体存储与分离：

NH₂-MIL-53(Fe) 具有较高的比表面积和孔隙度，使其在气体存储和分离中具有很大的潜力。尤其在二氧化碳捕集、甲烷存储、氮气分离等应用中表现优良。

氨基基团的引入增强了其在CO₂吸附方面的效果，尤其是在低压下，能够吸附更多的二氧化碳分子。

催化应用：

由于氨基基团的引入，NH₂-MIL-53(Fe) 具有较强的催化活性，尤其在有机催化反应中表现突出。它可以作为催化剂载体，促进氧化反应、酯化反应等。

该材料在一些环境催化应用中也具有潜力，尤其是在空气净化和废水处理等领域。

环境保护：

NH₂-MIL-53(Fe) 由于其高比表面积和亲水性，可用于污染物吸附，特别是在废气处理、空气净化和水处理等领域。

该材料还可用于从环境中去除有毒气体，如NOx、SO₂等，这在环境保护领域具有广泛应用前景。

生物医学应用：

由于其良好的生物相容性和氨基基团的引入，NH₂-MIL-53(Fe) 还可用于生物医学领域，如药物输送和靶向治疗等。

该材料能够提供足够的吸附位点，携带药物分子，并通过孔隙结构控制药物释放速率。

优势与挑战

优势：

高比表面积：NH₂-MIL-53(Fe) 具有较高的比表面积，适用于气体吸附、存储和催化等应用。

可调孔隙性：该材料的孔隙度和孔隙结构具有高度的可调性，能够根据不同的应用需求进行优化。

化学稳定性：氨基基团的引入增强了材料在酸性、碱性环境中的稳定性，同时提高了亲水性，使其在湿气环境中具有较好的稳定性。

催化性能：氨基基团赋予了该材料在有机合成中的催化性能，尤其在氧化和酯化反应中具有显著效果。

挑战：

热稳定性：虽然该材料在常温下具有较好的稳定性，但在高温环境下可能会受到影响，孔隙结构可能会发生变化。

规模化生产：虽然NH₂-MIL-53(Fe) 在实验室规模上表现出色，但在大规模合成过程中仍然面临成本和工艺优化的挑战。

长期稳定性：尽管该材料具有较高的化学稳定性，但在长期使用过程中，其性能可能会受到溶剂或其他环境因素的影响。 

总结
NH₂-MIL-53(Fe) 是一种具有高比表面积和可调孔隙度的铁基金属有机框架材料，广泛应用于气体存储与分离、催化反应、环境保护等领域。氨基基团的引入使其在催化反应中具有更强的活性，并提高了其在湿气和酸性/碱性环境中的稳定性。尽管面临一些挑战，如热稳定性和大规模生产的问题，但其在多种领域的应用前景非常广阔。