第1章金屬-有機框架材料的設計與合成001



陳小明，張傑鵬，林銳標（中山大學化學學院）



1.1 引言 002



1.2 金屬-有機框架的結構設計 004



1.2.1 金屬離子和有機配體的特性 004



1.2.2 拓撲與幾何設計 006



1.2.3 單金屬離子節點的網絡 007



1.2.4 基於金屬簇節點的網絡 009



1.3 金屬-有機框架的合成方法 015



1.3.1 常規合成方法 016



1.3.2 合成後修飾 020



1.4 總結與展望 024



參考文獻 025



第2章金屬-有機框架材料的吸附與分離029



李建榮，謝林華（北京工業大學環境與能源工程學院）



2.1 引言 030



2.2 氣相吸附與分離 030



2.2.1 儲氫 031



2.2.2 甲烷儲存 034



2.2.3 二氧化碳捕獲 036



2.2.4 有毒有害氣體捕獲與富集 040



2.2.5 低分子量烴類吸附與分離 043



2.2.6 揮發性有機蒸氣（VOC）吸附與分離 047



2.2.7 水蒸氣吸附及MOF水穩定性 049



2.2.8 其他氣體選擇性吸附與分離 052



2.3 液相吸附與分離 055



2.3.1 燃料脫硫脫氮 055



2.3.2 藥物控釋 059



2.3.3 離子交換與分離 062



2.3.4 溶劑及有機大分子選擇性吸附與分離 064



2.3.5 分子異構體選擇性吸附與分離 066



2.3.6 其他分子吸附與富集 068



2.4 吸附基功能設計與過程實施 071



2.4.1 吸附功能導向MOF分子設計 071



2.4.2 色譜柱與色譜分離 077



2.4.3 其他成型與器件 079



2.5 總結與展望 080



參考文獻 081



第3章金屬-有機框架異相超分子催化材料089



張利，蘇成勇（中山大學化學學院）



3.1 引言 090



3.1.1 金屬-有機框架結構與催化相關性 090



3.1.2 MOF異相催化的基礎特征 093



3.1.3 MOF作為異相催化劑的常用評估及表征手段 094



3.2 MOF催化反應類型 096



3.2.1 Lewis酸催化反應 106



3.2.2 堿催化反應 112



3.2.3 縮合反應 115



3.2.4 氧化還原反應 118



3.2.5 偶聯反應 126



3.2.6 環加成反應 131



3.2.7 多組分反應 134



3.2.8 串聯反應 135



3.2.9 卡賓X—H插入反應 137



3.2.10 仿生催化反應 139



3.3 其他MOF相關多孔材料 141



3.3.1 金屬-有機籠堆積形成的多孔材料 142



3.3.2 無序金屬-有機框架 143



3.3.3 金屬-有機凝膠 145



3.4 總結與展望 147



參考文獻 147



第4章金屬-有機框架材料的熒光與傳感155



詹順澤，倪文秀，李冕，周小平，李丹（汕頭大學理學院，暨南大學化學與材料學院）



4.1 設計策略及原理概要 156



4.1.1 發光原理及設計策略 156



4.1.2 傳感原理及設計策略 157



4.2 發光調控與物理傳感應用 159



4.2.1 發光調控及白光材料 159



4.2.2 分子發光溫度計 162



4.3 發光化學傳感應用 168



4.3.1 氣體分子傳感 169



4.3.2 有機分子傳感 171



4.3.3 離子傳感 174



4.4 生物檢測及成像應用 176



參考文獻 181



第5章手性金屬-有機框架材料的結構與功能187



劉燕，鞏偉，江宏，崔勇（上海交通大學化學化工學院）



5.1 引言 188



5.2 手性金屬-有機框架材料的設計與合成 193



5.3 不對稱催化性能 196



5.3.1 金屬節點催化 197



5.3.2 優勢手性配體催化 202



5.3.3 有機小分子催化劑催化 219



5.4 手性分離性能 226



5.4.1 吸附分離 227



5.4.2 共結晶分離 229



5.4.3 色譜分離 230



5.4.4 膜分離 233



5.5 總結與展望 235



參考文獻 236



第6章金屬-有機框架材料的膜分離（催化）與器件241



裘式綸，薛銘（吉林大學化學學院）



6.1 引言 242



6.2 MOF材料膜的制備方法 245



6.2.1 原位生長 246



6.2.2 晶種法二次生長 254



6.2.3 合成後修飾法 260



6.2.4 基於MOF的混合基質膜材料 263



6.3 MOF材料膜分離器件 266



6.3.1 氣體分離 267



6.3.2 液體分離 286



6.4 膜催化器件 293



6.4.1 膜催化的機理 294



6.4.2 膜催化器件的潛在應用 297



6.5 總結與展望 300



參考文獻 302



第7章金屬-有機框架材料的離子導電功能317



鮑松松，鄭麗敏（南京大學化學化工學院）



7.1 引言 318



7.2 MOF質子導體 320



7.2.1 MOF質子導電機理 324



7.2.2 含水MOF質子導體 325



7.2.3 無水MOF質子導體 345



7.2.4 MOF質子導電膜 348



7.3 其他MOF離子導體 351



7.4 總結與展望 352



參考文獻 353



第8章無機納米粒子/金屬-有機框架化合物復合材料361



唐智勇，劉雅玲，李國棟（國家納米科學中心）



8.1 引言 362



8.2 合成方法 363



8.2.1 “瓶中造船”法 363



8.2.2 “船外造瓶”法 367



8.2.3 “一鍋”法 372



8.3 結構調控 374



8.3.1 單組分無機納米粒子-MOF復合材料 374



8.3.2 雙組分及多組分無機納米粒子-MOF復合材料 389



8.4 應用 390



8.4.1 氫氣存儲 390



8.4.2 催化 391



8.4.3 傳感 397



8.4.4 其他應用 399



8.5 總結與展望 400



參考文獻 401



索引 406