羧酸类金属有机框架

羧酸类金属有机框架是以羧酸根为配体的金属有机框架（MOF），其中，MOF-5、HKUST-1等MOF较为出名。它们可用于吸附、催化等领域。

由Zn²⁺和1,4-苯二甲酸构成的MOF-5的结构

合成与性质

羧酸类MOF可直接以金属盐和相应的羧酸为原料，在合适的调节剂（酸、碱、辅助配体等）及适当的溶剂中进行合成。水热法和溶剂扩散法是常用的合成方法。^[1]

三价金属（如Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺）的MOF比二价金属的MOF更具有化学稳定性。^[1]一些无法通过直接反应得到的低价MOF可以借助于金属交换反应来制备，例如，将MOF-5浸泡在VCl₂(py)₄、CrCl₂、MnCl₂、Fe(BF₄)₂·6H₂O的饱和二甲基甲酰胺溶液中，可以得到相应金属部分取代的M-MOF-5（M=V, Cr, Mn, Fe）。^[2]二价金属MOF的金属交换反应遵循Irving-Williams序列（英语：Irving–Williams series），即稳定性高的金属离子可以取代稳定性较差的金属离子。^[3]这一序列为：^[4]

Pd²⁺ > Cu²⁺ > Ni²⁺ > Co²⁺ > Zn²⁺ > Cd²⁺ > Fe²⁺ > Mn²⁺ > Mg²⁺

常见的羧酸MOF

以羧酸根为配体的金属有机框架

MOF种类	结构式	有机配体
MOF-5	Zn4O(BDC)3	对苯二甲酸根
HKUST-1	Cu3(BTC)2	均苯三甲酸根
CAU-26[5]	Zr6O4(OH)4(OAc)6(BDC)3	对苯二甲酸根
CAU-27[5]	Zr5O4(OH)4(OAc)4(BDC)2	对苯二甲酸根
UiO-66	Zr6O4(OH)4(BDC)6	对苯二甲酸根