HKUST-1

HKUST-1
别名	Cu3BTC2; Cu-BTC; MOF-199; 均苯三甲酸铜
识别
CAS号	222404-02-6
性质
化学式	[Cu3(C9H3O6)2]n; [Cu3(C9H3O6)2(H2O)3]n
摩尔质量	604.88（无水，单体） g·mol⁻¹
外观	暗蓝色固体（无水）; 蓝绿色晶体（三水）
密度	0.879 g/cm3
熔点	100°C（三水，失水）; 240°C（分解）
结构
晶体结构	面心立方晶体
附加数据页
结构和属性	折射率、介電係數等
热力学数据	相變数据、固、液、气性质
光谱数据	UV-Vis、IR、NMR、MS等
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

HKUST-1是一种金属有机框架材料，其名称来自于香港科技大學。它是1,3,5-苯三甲酸和铜的配合物。^[2]

制备

HKUST-1可由可溶性Cu²⁺盐和均苯三甲酸在一定条件下反应得到。常用的方法有溶剂热合成法^[3]、常温法^[4]等。乙酸铜、硝酸铜、氯化铜和硫酸铜通过反应均能得到该配合物：^[5]

3 CuCl₂ + 2 C₉H₆O₆ → Cu₃(C₉H₃O₆)₂ + 6 HCl

3 Cu(CH₃COO)₂ + 2 C₉H₆O₆ → Cu₃(C₉H₃O₆)₂ + 6 CH₃COOH

其中，以乙酸铜为铜源，产率较高。其它铜盐由于反应生成较强的酸，需要加入三乙胺来作为反应体系的缚酸剂。在三乙胺的存在下，以硫酸铜为铜源的反应产率最高。

在均苯三甲酸配体的存在下，含碱式碳酸铜的矿物在水/乙醇中进行溶剂热反应，可以将矿物直接转化为HKUST-1框架材料。^[6]

应用

HKUST-1对有机硫化合物（如噻吩及其衍生物）有吸附作用，因此可以用作脱硫剂。^[7]它对不同气体如CO₂^[8]、CH₄^[9]等和其它气体的吸附量不同，可以用于气体的分离。

参考文献

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^ 付志凯. 竞争吸附条件下HKUST-1脱硫性能及吸附机理研究. 大连理工大学, 2015.
^ Chunling Xin, Xi Jiao, Yanlong Yin, Haijuan Zhan, Hongguang Li, Lei Li, Ning Zhao, Fukui Xiao, Wei Wei. Enhanced CO2 Adsorption Capacity and Hydrothermal Stability of HKUST-1 via Introduction of Siliceous Mesocellular Foams (MCFs). Industrial & Engineering Chemistry Research. 2016-03-22, 55 (29): 7950–7957 [2018-09-03]. ISSN 0888-5885. doi:10.1021/acs.iecr.5b04022. （原始内容存档于2019-10-17）（英语）.
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[Chui-1] 1.0 ^1.1 Stephen S.-Y. Chui, Samuel M.-F. Lo, Jonathan P. H. Charmant, A. Guy Orpen, Ian D. Williams. A Chemically Functionalizable Nanoporous Material [Cu3(TMA)2(H2O)3]n. Science. 1999-02-19, 283 (5405): 1148–1150 [2018-04-16]. ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.283.5405.1148. （原始内容存档于2018-04-01）（英语）.

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[4] Zhuang J L, Ceglarek D, Pethuraj S, et al. Rapid Room-Temperature Synthesis of Metal–Organic Framework HKUST-1 Crystals in Bulk and as Oriented and Patterned Thin Films †[J]. Advanced Functional Materials, 2011, 21(8):1442-1447. DOI: 10.1002/adfm.201002529

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[6] Raffaele Riccò, Oliver Linder-Patton, Kenji Sumida, Mark J. Styles, Kang Liang, Heinz Amenitsch, Christian J. Doonan, Paolo Falcaro. Conversion of Copper Carbonate into a Metal–Organic Framework. Chemistry of Materials. 2018-07-21, 30 (16): 5630–5638 [2018-09-03]. ISSN 0897-4756. doi:10.1021/acs.chemmater.8b01891. （原始内容存档于2019-10-17）（英语）.

[7] 付志凯. 竞争吸附条件下HKUST-1脱硫性能及吸附机理研究. 大连理工大学, 2015.

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[9] 韩素英, 韩新华, 曹运祥,等. 金属有机框架材料HKUST-1吸附分离CH₄/N₂性能研究[J]. 石油炼制与化工, 2018(5).

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