摘要:晶化行为极大影响玻璃材料的加工赋形及力学、光、电等性能,但晶化过程中微观结构演变机制远不明晰;对于全新类别金属有机框架(MOF)玻璃,相关晶化及高温动态配位化学系统研究更为匮乏。动态高孔穴四重穿插钻石网型MOF–[Co(L1)2]4n,在水分子配位及热去除多层级协同扰动下可不经高温熔融直接玻璃化。作为首个串联扰动法获得的传统MOF成功玻璃化实例,热重(TG)和差热(DSC)分析发现去水扰动不定形态MOF在Tg = 560 K处发生玻璃化转变,过冷液体于558 ~ 586 K间稳定,随后在Tc = 597 K处发生明显晶化,并进一步在Td = 695 K以上发生结构分解;原位变温(PXRD)跟踪并证实了MOF去水无定形→玻璃化→过冷液化→再晶化的相态演变过程;X-射线全散射原子对分布函数(PDF)揭示了玻璃态及再晶化态样品的短–中–长程结构特征。基于CCDC数据库结构检索以及铜基同构MOF的合成,结合MOF玻璃晶化相高分辨PXRD谱的Rietveld拟合结构验证,确认了致密六重穿插钻石网MOF–[Co(L1)2]6n的生成。MOF过冷液体不同温度淬冷所制备玻璃保有气体可接触孔性并呈现温度依赖变化,揭示了相均一MOF过冷液体内部液态结构差异性。这一研究构建了MOF“晶态–扰动态–过冷液态–玻璃态–晶化态”多相结构演变有趣例证,揭示了MOF玻璃及其过冷液体独特的高温配位自识别和有序化结构自组装行为。
文章目录
1 实验
1.1 原料及试剂
1.2 晶态MOF制备
1.3 不同状态MOF样品的制备
1.4 仪器测试及表征
2 结果与讨论
2.1 MOF晶体结构
2.2 热力学测试分析
2.3 再晶化样品结构解析
2.4 晶态-玻璃态-再晶化样品孔性探究
3 结论