一、基础信息概览
- 中文名称：金属有机框架材料 MOF-177（锌基多孔框架材料）
- 英文名称：Metal–Organic Framework-177（简称 MOF-177）
- 别称/商品名：Basolite Z377；BASOLITE Z377
- CAS 号：676593-65-0
- 分子式：C₅₄H₃₀O₁₃Zn₄
- 分子量：约 1148.34 g/mol
- 配位结构：Zn₄O 次级结构单元 + 1,3,5-三(4-羧基苯基)苯（H₃BTB）配体
- 性状：类白色至灰色结晶性粉末，或毫米级块状晶体
- 溶解性：不溶于水；可分散于 DMF、DEF、氯仿等有机溶剂，在溶液中框架稳定性有限
- 纯度：常规供货 ≥95%（可提供高纯批次与检测报告）
- 保质期：干燥密封、低温保存条件下，建议 12 个月内使用
- 储存条件：常温或 2–8 ℃，严格干燥、密封、避光；使用前建议 120 ℃ 真空活化 6–12 h
- 运输条件：常温运输，建议 4–25 ℃，避免高湿环境，运输周期不宜超过 2 周
- 供应商：西安瑞禧生物科技有限公司
- 温馨提示：本产品仅供科研实验使用，不可用于人体实验、临床治疗及其他非科研用途。
二、材料结构与作用原理
MOF-177 是由锌氧簇（Zn₄O）与刚性芳香羧酸配体 BTB 通过配位自组装形成的一类三维多孔晶体材料。其结构以 Zn₄O 四面体为节点，BTB 配体向外延伸，构成具有连续孔道和网络空隙的开放框架。
从结构参数来看，MOF-177 具备较大的比表面积与孔容：BET 比表面积通常可达 3000–4500 m²/g，Langmuir 比表面积可进一步升高；孔径分布集中，介孔尺度有利于气体分子与较大客体的进入。
其作用逻辑主要依赖以下几点：
- 物理吸附位点的数量优势
高比表面积提供大量孔壁接触面，适合气体分子、染料分子、小分子客体的吸附研究。 - 开放孔道的扩散通道
规则孔道降低传质阻力，便于 CO₂、CH₄、H₂ 等气体在框架内进出。 - 芳香骨架的弱相互作用
BTB 配体含多个苯环结构，可通过 π–π 堆积、范德华力增强对极性/非极性分子的捕获能力。 - 可修饰性
通过后合成修饰引入 –NH₂、–NO₂、–OCH₃ 等官能团，可调控孔环境、亲疏水性及吸附选择性。
需注意，MOF-177 对水分较为敏感：干燥环境中可保持数周至数月稳定，高湿条件下可能发生框架降解；在溶液体系中需控制溶剂极性与含水量。
三、实验应用场景
1. 气体吸附与储存研究
MOF-177 常用于 H₂、CH₄、CO₂ 的低压/高压吸附测试。其大孔容特征使其在室温 CO₂ 吸附、甲烷富集、氢气物理吸附等方向具备研究价值。实验通常通过重量法或容量法测定吸附等温线，并结合 BET、NLDFT 模型分析孔结构。
2. 气体分离与捕集
通过孔径筛选与表面官能化，可探索 CO₂/N₂、CO₂/CH₄ 等混合气体系的分离行为。MOF-177 的介孔结构利于客体分子进入，同时可通过修饰改变选择性，适合作为分离膜填料或吸附柱填充材料。
3. 客体分子负载与缓释
较大的孔腔可容纳染料分子、药物小分子、催化前驱体等客体。科研中常将其作为模型载体，研究负载量、释放曲线及孔限域效应对分子行为的影响。
4. 催化与复合材料构建
MOF-177 可作为多相催化研究的载体，或与其他聚合物、碳材料、无机纳米颗粒复合，构建 MOF 基杂化材料，用于光催化、电催化、传感等方向的前期验证。
5. 结构表征与教学方法
因其晶体度高、结构清晰，常作为 MOF 类材料的表征教学样本，用于 PXRD、SEM、BET、TGA、FTIR 等测试流程建立与比对分析。
四、实验操作与常见问题
1. 使用前应否活化？
建议活化。粉末样品孔道内可能残留合成溶剂，使用前可在真空烘箱中 100–120 ℃ 处理 6–12 h，以恢复开放孔结构。
2. 为什么吸附量偏低？
可能原因包括：
- 样品受潮，框架部分分解；
- 活化不充分，孔道被溶剂占据；
- 测试温度、压力校准偏差；
- 批次间晶体完整度差异。
3. 能否长期泡在水溶液里？
不建议。MOF-177 在水相中稳定性较弱，长时间浸泡可能出现结构坍塌。若需水相实验，建议做表面疏水改性或使用对照稳定性测试。
4. 如何判断晶体质量？
可结合 PXRD 比对标准峰位、BET 比表面积、SEM 形貌与 TGA 残重综合判断。结晶度高、比表面大、热失重台阶清晰的样品更适合吸附研究。
五、相关材料与上下游体系
1. 上游原料与合成试剂
- 金属盐：六水合硝酸锌 Zn(NO₃)₂·6H₂O
- 有机配体：H₃BTB（1,3,5-三(4-羧基苯基)苯，CAS 50446-44-1）
- 溶剂体系：DMF、DEF、NMP 等
- 辅助试剂：氯仿（溶剂交换）、超临界 CO₂（干燥活化）
2. 同类/衍生 MOF 材料
- MOF-5、IRMOF 系列：同属 Yaghi 体系，结构调控对照材料
- UiO-66 / UiO-67：锆基高稳定性框架
- ZIF-8：高水稳定性框架，适合对比稳定性研究
- MIL-101：高比表面、介孔容器类材料
- NH₂-MOF-177：配体功能化改性版本
3. 终制剂与复合形态
- MOF-177/聚合物混合基质膜
- MOF-177/碳纳米管复合材料
- MOF-177 负载药物或染料的客体复合物
- MOF-177 涂覆纤维、颗粒或薄膜器件
4. 检测与表征项目
- 结构：PXRD、单晶/粉末解析
- 形貌：SEM、TEM、粒径分析
- 孔隙：N₂ 吸附–脱附、BET、BJH、NLDFT
- 热学：TGA、DSC
- 表面：FTIR、XPS
- 性能：CO₂/CH₄/H₂ 吸附等温线、选择性测试
六、小结
MOF-177 作为一类高孔隙锌基金属有机框架，凭借规则孔道、较大比表面和可功能化骨架，在气体吸附、分离、负载与复合材料研究中具备较明确的实验价值。实际使用中应以干燥环境为前提，重视活化步骤与批次表征，结合具体实验目标选择改性策略与复合路线。
本文所述内容仅面向科研实验场景，不涉及人体应用，也不构成任何医疗或临床建议。