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3-13 Zn(NO3)2和 H2BDC 的摩尔配比实验系列：晶体的成条件和编号 样品编号 MOF-5-1/4R MOF-5-1/2R MOF-5-1/1R MOF-5-2/1R MOF-5-4/1R
Zn(NO3)2·6H2O (g） H2BDC (g) Zn(NO3)2/ H2BDC (mol）
0.1487 0.2974 0.5984 1.1896 2.3792
0.3322 0.3322 0.3322 0.3322 0.3322
4：1 2: 1 1：1 1：2 1：4
以上分别示出了在不同Zn(NO3)2/H2BDC 的摩尔比条件下，所合成晶体材料的 SEM 照片。从图中可以看出，在 Zn(NO3)2/H2BDC 的摩尔比为 1/2 和 1/1 的条件下，所合成的材料呈现片状生长。当摩尔比增加至 2/1 时，晶体的几何形状由片状转变为块状，部分表现为长方体结构，部分呈现为残缺、破损的立方块，还有一部分则属于不规则的六面体结构。当 Zn(NO3)2/H2BDC 的摩尔比达到 2.5/1 以上，晶体形貌呈现规则的立方体结构，其中晶粒的大小约在 20-50μm 之间。
从材料的外部形貌上来看，当 Zn(NO3)2/H2BDC 的摩尔比在 1/2-1/1 之间时，晶体呈尖锥状和片状生长的趋势[28]，与真正的 MOF-5 的立方体结构有很大差异。在这个浓度比范围内，随着 Zn(NO3)2 添加量的增加，晶体的生长趋势由尖锥状向片状转变。当Zn(NO3)2/H2BDC 的摩尔比增加到 2/1 时，晶体的生长趋势由片状向类立方块颗粒状转变，更接近于 MOF-5 的晶体颗粒的外观形貌[29]。当溶液中 Zn(NO3)2的含量继续增加时，所合成晶体的外观形貌呈现出规整的立方体颗粒结构。从图 2-17 和图 2-18 可以看出，所形成的晶体颗粒完整性较好，立方体缺角破裂的个体较少。这说明，Zn2+与 H2BDC的摩尔比在 3-4 之间是合成 MOF-5 的最佳配比区间。
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图 3-13 MOF-5-1/2R 晶体的 SEM 照片
图 3-14 MOF-5-1/1R 晶体的 SEM 照片
图 3-15 MOF-5-2/1R 晶体的 SEM 照片
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图 3-16 MOF-5-2.5/1R 晶体的 SEM 照片
图 3-17 MOF-5-4/1R 晶体的 SEM 照片
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第四章 结论
实验结果表明：就三种合成方法而言，相对结晶度较高的MOF-5样品都是在
Zn(N03)2·6H20／对苯二甲酸(H2BDC)=2／1(摩尔比)的配比下得到的。三乙胺直接加入法和三乙胺缓慢扩散法在DMF／H2BDC=258．5(摩尔比)，TEA／H2BDC=7．91(摩尔比)，反应时间分别为4h和48h条件下得到相对结晶度较高的MOF-5粉晶样品；溶剂热法在DMF／H2BDC=161．5／1，100\晶化24h的条件下合成了MOF-5的大单晶。采用挥发法制得晶体少，颗粒小，不规整。容剂热法产品最佳。溶剂热法合成，最适外界条件为温度120—130℃，反应时间3—4小时。
TG-DTA：MOF-5晶体温度达到200℃时，客体分子完全被脱附，溶剂热法合成样品的稳定性能达到500℃。热稳定性溶剂热法合成的晶体比挥发法好，硝酸锌比例越大，热稳定性越好。
XRD：所制得晶体晶面7个特征峰与文献中提及大致吻合，
SEM：实验范围内，反应溶液在 130°C条件下可以得到高结晶度、发达孔隙结构的立方体 MOF-5 晶粒颗粒。 Zn(NO3)2/H2BDC 的摩尔比较高时，配体以多齿型配位，晶体具有 MOF-5 的特征衍射峰和较发达的孔隙结构参数；金属离子的配比较低时，配体全部或部分以单齿型配位，易形成片状晶体而不能得到 MOF-5 晶体。
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