HKUST-1

HKUST-1
別名	Cu3BTC2; Cu-BTC; MOF-199; 均苯三甲酸銅
識別
CAS號	222404-02-6
性質
化學式	[Cu3(C9H3O6)2]n; [Cu3(C9H3O6)2(H2O)3]n
摩爾質量	604.88（無水，單體） g·mol⁻¹
外觀	暗藍色固體（無水）; 藍綠色晶體（三水）
密度	0.879 g/cm3
熔點	100°C（三水，失水）; 240°C（分解）
結構
晶體結構	面心立方晶體
附加數據頁
結構和屬性	折射率、介電系數等
熱力學數據	相變數據、固、液、氣性質
光譜數據	UV-Vis、IR、NMR、MS等
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

HKUST-1是一種金屬有機框架材料，其名稱來自於香港科技大學。它是1,3,5-苯三甲酸和銅的配合物。^[2]

製備

HKUST-1可由可溶性Cu²⁺鹽和均苯三甲酸在一定條件下反應得到。常用的方法有溶劑熱合成法^[3]、常溫法^[4]等。乙酸銅、硝酸銅、氯化銅和硫酸銅通過反應均能得到該配合物：^[5]

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

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

其中，以乙酸銅為銅源，產率較高。其它銅鹽由於反應生成較強的酸，需要加入三乙胺來作為反應體系的縛酸劑。在三乙胺的存在下，以硫酸銅為銅源的反應產率最高。

在均苯三甲酸配體的存在下，含鹼式碳酸銅的礦物在水/乙醇中進行溶劑熱反應，可以將礦物直接轉化為HKUST-1框架材料。^[6]

應用

HKUST-1對有機硫化合物（如噻吩及其衍生物）有吸附作用，因此可以用作脫硫劑。^[7]它對不同氣體如CO₂^[8]、CH₄^[9]等和其它氣體的吸附量不同，可以用於氣體的分離。

參考文獻

^ ^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. （原始內容存檔於2018-04-01）（英語）.
^ HKUST-1 Metal Organic Framework. Chem Tube 3D. The University of Liverpool. [2017-07-21]. （原始內容存檔於2017-07-16）.
^ 노승준, 김진수. 용매열합성법에 의한 나노기공 HKUST-1 막의 제조 및 기체투과 특성[J]. 멤브레인, 2012, 22(6):435-440.
^ 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
^ 游佳勇,張天永,劉艷鳳,李彬,趙振東,黃俊浩.金屬有機框架化合物HKUST-1的快速合成[J].高校化學工程學報,2015,29(05):1126-1132. doi:10.3969/j.issn.1003-9015.2015.05.015
^ 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. （原始內容存檔於2019-10-17）（英語）.
^ 付志凱. 競爭吸附條件下HKUST-1脫硫性能及吸附機理研究. 大連理工大學, 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. （原始內容存檔於2019-10-17）（英語）.
^ 韓素英, 韓新華, 曹運祥,等. 金屬有機框架材料HKUST-1吸附分離CH₄/N₂性能研究[J]. 石油煉製與化工, 2018(5).

[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. （原始內容存檔於2018-04-01）（英語）.

[2] HKUST-1 Metal Organic Framework. Chem Tube 3D. The University of Liverpool. [2017-07-21]. （原始內容存檔於2017-07-16）.

[3] 노승준, 김진수. 용매열합성법에 의한 나노기공 HKUST-1 막의 제조 및 기체투과 특성[J]. 멤브레인, 2012, 22(6):435-440.

[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

[5] 游佳勇,張天永,劉艷鳳,李彬,趙振東,黃俊浩.金屬有機框架化合物HKUST-1的快速合成[J].高校化學工程學報,2015,29(05):1126-1132. doi:10.3969/j.issn.1003-9015.2015.05.015

[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. （原始內容存檔於2019-10-17）（英語）.

[7] 付志凱. 競爭吸附條件下HKUST-1脫硫性能及吸附機理研究. 大連理工大學, 2015.

[8] 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. （原始內容存檔於2019-10-17）（英語）.

[9] 韓素英, 韓新華, 曹運祥,等. 金屬有機框架材料HKUST-1吸附分離CH₄/N₂性能研究[J]. 石油煉製與化工, 2018(5).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]