背景技術(shù)：

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本文中，我們報(bào)導(dǎo)了與其先前的類似物相比新型水穩(wěn)定mof，該mof在低rh下具有更高的吸水性。7,8,9在本公開中，我們引入了連接體延伸/官能化策略，以獲得具有增強(qiáng)吸水能力的mof結(jié)構(gòu)。其中m或n中至少一個(gè)是1-5的連接體延伸向mof提供了增強(qiáng)的孔徑和體積。此外，通過改變它們的雜環(huán)核心(x、y、z、i)或通過引入取代基(r1-r5)可以將進(jìn)一步定制延伸連接體用于調(diào)節(jié)或調(diào)整相應(yīng)mof的水吸收性能。

2、所公開的連接體延伸/官能化策略可用于增加現(xiàn)有mof的吸水性，而不對其壽命和親水性造成顯著的負(fù)面影響。

3、所述連接體延伸/官能化策略的針對性目的是增加用于部署在集水裝置中的mof的吸水性。與在先使用的mof相比，本申請?jiān)试S使用更少的材料在期望的rh下捕獲相同量的水分。

4、此外，延伸連接體的額外改性提供了具有不同集水性能的多種mof結(jié)構(gòu)。因此，除了集水裝置之外，除濕器、熱泵、吸附式制冷機(jī)和其他設(shè)備也可以受益于這些新型mof結(jié)構(gòu)的使用。

5、在一方面，本發(fā)明提供了新型水穩(wěn)定的金屬-有機(jī)骨架(mof)組合物(具有連接體延伸/官能化)，其在低相對濕度下提供更高吸水性。

6、在一方面，本發(fā)明提供了金屬-有機(jī)骨架(mof)組合物，其包含與下式的連接體絡(luò)合的金屬

7、

8、其中

9、x、y、z獨(dú)立地為c(h)、n(h)、o或s；

10、r1-r5獨(dú)立地為ch3、nh2、oh、鹵素或h；

11、m為0-5的整數(shù)；

12、n為1-5的整數(shù)；

13、l為1或2的整數(shù)；和

14、b1和b2獨(dú)立地為單鍵或雙鍵；和

15、至少一個(gè)b2是雙鍵。

16、在一方面，本發(fā)明提供了包含重復(fù)核心的金屬-有機(jī)骨架(mof)，其中該核心包含連接到有機(jī)配體(連接體)的二級結(jié)構(gòu)單元，其中該二級結(jié)構(gòu)單元包含一種或多種金屬或含金屬的絡(luò)合物，其中該有機(jī)配體(連接體)具有式i(如上)，并且其中該二級結(jié)構(gòu)單元通過有機(jī)配體(連接體)中羧酸酯基團(tuán)的氧原子連接至有機(jī)配體。

17、在實(shí)施方案中：

18、r1-r5為h；或

19、r1-r5中的1、2、3、4或5個(gè)為ch3、nh2、h或鹵素。

20、m為0，1或2和n為1、2或3；

21、m為0，1或2和n為1或2；

22、m為0，和n為1；

23、m為0，和n為2；

24、m為1，和n為1；

25、m為1，和n為2；

26、m為1，和n為3；

27、m為2，和n為2；

28、m為2，和n為3；或

29、m為3，和n為3。

30、l為1。

31、x、y、z中的1、2、或3個(gè)獨(dú)立地為n(h)，o或s；或

32、x和y分別為n和nh，并且z為c。

33、在實(shí)施方案中，mof組合物包含式ii的連接體：

34、

35、其中

36、r1為h、nh2或oh；

37、r2為h、nh2或oh；和

38、r3為h、nh2或oh。

39、在一方面，本發(fā)明提供了本文的mof或組合物，其中連接體包含表1、2、3或4的式。

40、本文中的mof或組合物實(shí)施方案中，其中金屬是選自以下的金屬離子：li+、na+、k+、rb+、cs+、be2+、mg2+、ca2+、sr2+、ba2+、sc3+、sc2+、sc+、y3+、y2+、y+、ti4+、ti3+、ti2+、zr4+、zr3+、zr2+、hf4+、hf3+、v5+、v4+、v3+、v2+、nb5+、nb4+、nb3+、nb2+、ta5+、ta4+、ta3+、ta2+、cr6+、cr5+、cr4+、cr3+、cr2+、cr+、cr、mo6+、mo5+、mo4+、mo3+、mo2+、mo+、mo、w6+、w5+、w4+、w3+、w2+、w+、w、mn7+、mn6+、mn5+、mn4+、mn3+、mn2+、mn+、re7+、re6+、re5+、re4+、re3+、re2+、re+、re、fe6+、fe4+、fe3+、fe2+、fe+、fe、ru8+、ru7+、ru6+、ru4+、ru3+、ru2+、os8+、os7+、os6+、os5+、os4+、os3+、os2+、os+、os、co5+、co4+、co3+、co2+、co+、rh6+、rh5+、rh4+、rh3+、rh2+、rh+、ir6+、ir5+、ir4+、ir3+、ir2+、ir+、ir、ni3+、ni2+、ni+、ni、pd6+、pd4+、pd2+、pd+、pd、pt6+、pt5+、pt4+、pt3+、pt2+、pt+、cu4+、cu3+、cu2+、cu+、ag3+、ag2+、ag+、au5+、au4+、au3+、au2+、au+、zn2+、zn+、zn、cd2+、cd+、hg4+、hg2+、hg+、b3+、b2+、b+、al3+、al2+、al+、ga3+、ga2+、ga+、in3+、in2+、in1+、tl3+、tl+、si4+、si3+、si2+、si+、ge4+、ge3+、ge2+、ge+、ge、sn4+、sn2+、pb4+、pb2+、as5+、as3+、as2+、as+、sb5+、sb3+、bi5+、bi3+、te6+、te5+、te4+、te2+、la3+、la2+、ce4+、ce3+、ce2+、pr4+、pr3+、pr2+、nd3+、nd2+、sm3+、sm2+、eu3+、eu2+、gd3+、gd2+、gd+、tb4+、tb3+、tb2+、tb+、db3+、db2+、ho3+、er3+、tm4+、tm3+、tm2+、yb3+、yb2+、lu3+及其組合，包括含有以上列出的金屬或金屬離子的任何絡(luò)合物，以及任何相應(yīng)的金屬鹽抗衡負(fù)離子。

41、在實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了本文的mof或組合物，其中金屬選自鋁、鈦、鋯和鉿。

42、在一方面，本發(fā)明提供了制備本文的mof或組合物的方法，包括將金屬與連接體絡(luò)合以形成mof組合物。

43、在一方面，本發(fā)明提供了本文的mof或組合物，包括在組合物中吸收水。

44、本發(fā)明涵蓋本文詳述的特定實(shí)施方案的所有組合，如同已盡力詳述每個(gè)組合。

技術(shù)特征：

1.金屬-有機(jī)骨架(mof)組合物，其包含與下式的有機(jī)連接體絡(luò)合的金屬：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mof組合物，其中所述金屬-有機(jī)骨架(mof)包含重復(fù)核心，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mof組合物，其中：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mof組合物，其中：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mof組合物，其中：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mof組合物，其中：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mof組合物，其中l(wèi)是1。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mof組合物，其中：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mof組合物，其中：

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的mof組合物，其中所述連接體具有式ii：

11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的mof組合物，其中所述連接體包括表1、2、3或4的式。

12.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的mof組合物，其中所述金屬是選自以下的金屬離子：li+、na+、k+、rb+、cs+、be2+、mg2+、ca2+、sr2+、ba2+、sc3+、sc2+、sc+、y3+、y2+、y+、ti4+、ti3+、ti2+、zr4+、zr3+、zr2+、hf4+、hf3+、v5+、v4+、v3+、v2+、nb5+、nb4+、nb3+、nb2+、ta5+、ta4+、ta3+、ta2+、cr6+、cr5+、cr4+、cr3+、cr2+、cr+、cr、mo6+、mo5+、mo4+、mo3+、mo2+、mo+、mo、w6+、w5+、w4+、w3+、w2+、w+、w、mn7+、mn6+、mn5+、mn4+、mn3+、mn2+、mn+、re7+、re6+、re5+、re4+、re3+、re2+、re+、re、fe6+、fe4+、fe3+、fe2+、fe+、fe、ru8+、ru7+、ru6+、ru4+、ru3+、ru2+、os8+、os7+、os6+、os5+、os4+、os3+、os2+、os+、os、co5+、co4+、co3+、co2+、co+、rh6+、rh5+、rh4+、rh3+、rh2+、rh+、ir6+、ir5+、ir4+、ir3+、ir2+、ir+、ir、ni3+、ni2+、ni+、ni、pd6+、pd4+、pd2+、pd+、pd、pt6+、pt5+、pt4+、pt3+、pt2+、pt+、cu4+、cu3+、cu2+、cu+、ag3+、ag2+、ag+、au5+、au4+、au3+、au2+、au+、zn2+、zn+、zn、cd2+、cd+、hg4+、hg2+、hg+、b3+、b2+、b+、al3+、al2+、al+、ga3+、ga2+、ga+、in3+、in2+、in1+、tl3+、tl+、si4+、si3+、si2+、si+、ge4+、ge3+、ge2+、ge+、ge、sn4+、sn2+、pb4+、pb2+、as5+、as3+、as2+、as+、sb5+、sb3+、bi5+、bi3+、te6+、te5+、te4+、te2+、la3+、la2+、ce4+、ce3+、ce2+、pr4+、pr3+、pr2+、nd3+、nd2+、sm3+、sm2+、eu3+、eu2+、gd3+、gd2+、gd+、tb4+、tb3+、tb2+、tb+、db3+、db2+、ho3+、er3+、tm4+、tm3+、tm2+、yb3+、yb2+、lu3+及其組合，包括含有上列所述金屬或金屬離子的任何絡(luò)合物，以及任何相應(yīng)的金屬鹽抗衡負(fù)離子。

13.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的mof組合物，其中所述金屬選自鋁、鈦、鋯和鉿。

14.根據(jù)制備權(quán)利要求1所述的mof組合物的方法，包括將所述金屬與所述連接體絡(luò)合以形成所述mof組合物。

15.使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的mof組合物的方法，包括在所述組合物中吸收水。

技術(shù)總結(jié)
具有連接體延伸/官能化的新型水穩(wěn)定金屬有機(jī)骨架(MOF)組合物在低相對濕度下提供更高的吸水量。

技術(shù)研發(fā)人員：O·M·亞馳,N·哈尼克,D·V·魯拉迪納
受保護(hù)的技術(shù)使用者：加利福尼亞大學(xué)董事會
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30