CN106928468B - 一种合成金属-有机框架材料mof-5的方法 - Google Patents

一种合成金属-有机框架材料mof-5的方法 Download PDF

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Abstract

一种合成金属‑有机框架材料MOF‑5的方法，其步骤为：（1）将六水合硝酸锌和对苯二甲酸分别溶于溶剂中，配制成硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液；加热底液至40℃～70℃；（2）将所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液同时并流滴加至加热并搅拌的底液中反应得到MOF‑5材料；其中，反应时Zn2+与对苯二甲酸的摩尔比为1:4～4:1，所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液并流滴加的速度为5～40 mL/min，搅拌速度为50～400 r/min，反应温度为100℃～180℃，反应时间为4～24小时；所述硝酸锌溶液中Zn2+的浓度为0.1mol/L～1mol/L；所述对苯二甲酸溶液中对苯二甲酸的浓度为0.1mol/L～1mol/L。

Description

一种合成金属-有机框架材料MOF-5的方法
技术领域
本发明涉及金属-有机框架材料合成技术，具体涉及金属-有机框架材料MOF-5的合成方法。
背景技术
金属-有机框架材料(Metal-organic Frameworks, MOFs)具有特殊的空间拓扑结构且可设计、孔隙率高、比表面积高、密度低及优异的稳定性等优点，使得该类材料在气体的吸附、分离与储存、药物运载、催化、电池、生物传感器等方面具有诱人的应用前景。因此MOFs材料已经成为有机化学、无机化学、配位化学、材料化学以及生命科学等学科的研究热点。MOF-5材料是典型的MOFs材料之一，它是由Zn2+离子和对苯二甲酸(H2BDC)构成的金属团簇 Zn4O以八面体形式连接而成的三维立体框架结构，具有很规则的孔道结构，形成了很有序的空间结构。
MOF-5材料传统合成方法以溶剂热法为主，是将硝酸锌和对苯二甲酸溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，上述混合液转移至内衬聚四氟的不锈钢反应釜后密封，将反应釜置于马弗炉或干燥箱中反应，反应温度为常温-180 ℃，反应时间为20 min-48 h，然后过滤、洗涤和干燥，得到粉末状的MOF-5材料。但此法不能搅拌，反应过程是以扩散为主的静态，整个反应体系不均一，反应物和生成物易产生浓度差，导致生成物易团聚，且反应物过饱和度低，因此存在反应时间过长、原料消耗量大、团聚现象严重，生成物粒度变化范围较大等缺点，难以合成团聚小、热稳定性好、易控制粉末粒度的MOF-5材料。MOF-5材料合成方法还有水热法、微波合成法、化学气相沉积法、扩散法、液相扩散法等。但水热法存在设备要求高(耐高温高压的材质，耐腐蚀的内衬)、技术难度大(温压控制严格)、成本高、安全性能差等缺点；微波合成法存在反应不容易控制、有副反应发生，微波反应器价格昂贵，只能在实验室小规模合成，难于大规模工业化生产等缺点；化学气相沉积法存在沉积速率低，参加沉积的反应源和反应后的余气易燃、易爆，对设备有腐蚀性，工作温度高等缺点，这种方法合成MOF-5材料还在探索阶段，不成熟，实用例子较少；扩散法反应条件温和，易于获得高质量的单晶，但需要反应物有较好的溶解性且较耗费时间；液相扩散法对反应物溶解性的要求较高，必须室温下可以溶解，而且非常耗时。
MOF-5材料的粒度、比表面积、微观形貌等直接影响其宏观性能，进而影响其应用空间，因此探索合成高比表面、窄粒度分布、团聚小、热稳定性好、易控制粉末粒度的MOF-5材料是扩大其应用领域的关键。为了得到高比表面、窄粒度分布、稳定性好的MOF-5材料，则要为反应溶液提供较高的过饱和度。这是因为反应过程溶液的过饱和度和分散度越大，形成的晶核数目就越多，越有利于得到粒度小的晶体。本发明采用并流滴加溶剂热法能提供较大的过饱和度，使反应物瞬间反应生成大量的晶核，故晶核生成速度远远大于晶核长大速度，生成的晶核能迅速而均匀地分散在体系中，因此此法可合成窄粒度分布、团聚小、易控制粉末粒度的MOF-5材料。
发明内容
本发明的目的是提供了一种合成金属-有机框架材料MOF-5的方法。
本发明是一种合成金属-有机框架材料MOF-5的方法，其步骤为：
（1）将六水合硝酸锌和对苯二甲酸分别溶于溶剂中，配制成硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液；加热底液至40 ℃～70 ℃；
（2）将所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液同时并流滴加至加热并搅拌的底液中反应得到MOF-5材料；其中，反应时Zn2+与对苯二甲酸的摩尔比为1:4～4:1，所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液并流滴加的速度为5～40 mL/min，搅拌速度为50～400 r/min，反应温度为100 ℃～180 ℃，反应时间为4～24小时；
所述硝酸锌溶液中Zn2+的浓度为0.1mol/L～1mol/L；所述对苯二甲酸溶液中对苯二甲酸的浓度为0.1mol/L～1mol/L。
本发明将六水合硝酸锌和对苯二甲酸分别溶于溶剂中，将底液加热，向加热的底液中并流滴加硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液，同时搅拌，即采用并流滴加溶剂热法合成MOF-5材料。本发明通过对溶剂热设备和仪器进行技术改造，改造后的反应体系与原溶剂热反应体系一致，采用并流滴加溶剂热法，保证了反应过程两种反应物都有较大的过饱和度，合成的MOF-5材料粒度均一，粒度分布窄易控，团聚小、热稳定性好。
本发明大大缩短了反应时间，减少了试剂的消耗，提高了试剂的利用率，并且具有对设备要求宽松，操作简单，条件温和，工艺简单，环保无毒等优点。本发明能经济有效地合成出结晶度高，粒度均匀，粒径小，分散性良好，热稳定性好的MOF-5材料。
附图说明
图1为本发明实施例12合成的MOF-5材料的X-射线衍射（XRD）图；图2为本发明实施例12合成的MOF-5材料的扫描电镜（SEM）图；图3为本发明实施例12合成的MOF-5材料的热重曲线（TGA）图；图4为本发明实施例12合成的MOF-5材料的红外光谱（FTIR）图。
具体实施方式
本发明是一种合成金属-有机框架材料MOF-5的方法，其步骤为：
（1）将六水合硝酸锌和对苯二甲酸分别溶于溶剂中，配制成硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液；加热底液至40 ℃～70 ℃；
（2）将所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液同时并流滴加至加热并搅拌的底液中反应得到MOF-5材料；其中，反应时Zn2+与对苯二甲酸的摩尔比为1:4～4:1，所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液并流滴加的速度为5～40 mL/min，搅拌速度为50～400 r/min，反应温度为100 ℃～180 ℃，反应时间为4～24小时；
所述硝酸锌溶液中Zn2+的浓度为0.1mol/L～1mol/L；所述对苯二甲酸溶液中对苯二甲酸的浓度为0.1mol/L～1mol/L。
以上所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液同时并流滴入反应器，所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液的滴加速度相同。
以上所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液同时并流滴入反应器，所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液的滴加速度不相同。
以上所述硝酸锌溶液的溶剂为去离子水，所述对苯二甲酸溶液的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
以上所述底液为去离子水，并加热至40 ℃～70 ℃。
以上所述底液为N,N-二甲基甲酰胺溶液，并加热至40 ℃～70 ℃。
以上所述底液为去离子水与N,N-二甲基甲酰胺任意比例的混合溶液，并加热至40℃～70 ℃。
以上所述反应时搅拌，搅拌速率为50～400 r/min。
以下结合附图，对本发明做进一步的详细说明。
实施例1：
称量5.95 g六水合硝酸锌溶解于20 mL去离子水中配成溶液A，称量0.334 g对苯二甲酸溶解于20 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL去离子水为底液C，底液C加热至40 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以5 mL/min的速度滴加，B溶液以40 mL/min的速度滴加，保持50 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在100℃条件下保温4小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例2：
称量5.95 g六水合硝酸锌溶解于40 mL去离子水中配成溶液A，称量1.336 g对苯二甲酸溶解于20 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL去离子水为底液C，底液C加热至70 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以20 mL/min的速度滴加，B溶液以35 mL/min的速度滴加，保持200 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在130 ℃条件下保温17小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例3：
称量11.9 g六水合硝酸锌溶解于60 mL去离子水中配成溶液A，称量1.002 g对苯二甲酸溶解于20 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL去离子水为底液C，底液C加热至60 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以35 mL/min的速度滴加，B溶液以25 mL/min的速度滴加，保持350 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在160 ℃条件下保温14小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例4：
称量17.85 g六水合硝酸锌溶解于80 mL去离子水中配成溶液A，称量0.668 g对苯二甲酸溶解于20 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL去离子水为底液C，底液C加热至50 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以10 mL/min的速度滴加，B溶液以20 mL/min的速度滴加，保持100 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在160 ℃条件下保温13小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例5：
称量23.8 g六水合硝酸锌溶解于100 mL去离子水中配成溶液A，称量0.334 g对苯二甲酸溶解于20 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL去离子水为底液C，底液C加热至40 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以25 mL/min的速度滴加，B溶液以10 mL/min的速度滴加，保持250 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在190 ℃条件下保温16小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例6：
称量23.8 g六水合硝酸锌溶解于120 mL去离子水中配成溶液A，称量1.336 g对苯二甲酸溶解于200 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL去离子水为底液C，底液C加热至70 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以40 mL/min的速度滴加，B溶液以5 mL/min的速度滴加，保持400 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在180 ℃条件下保温24小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例7：
称量5.95 g六水合硝酸锌溶解于140 mL去离子水中配成溶液A，称量0.668 g对苯二甲酸溶解于180 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液为底液C，底液C加热至50 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以10 mL/min的速度滴加，B溶液以40 mL/min的速度滴加，保持100 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在150 ℃条件下保温22小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例8：
称量11.9 g六水合硝酸锌溶解于160 mL去离子水中配成溶液A，称量0.334 g对苯二甲酸溶解于160 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液为底液C，底液C加热至40 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以25 mL/min的速度滴加，B溶液以30 mL/min的速度滴加，保持250 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在140 ℃条件下保温20小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例9：
称量11.9 g六水合硝酸锌溶解于180 mL去离子水中配成溶液A，称量1.336 g对苯二甲酸溶解于140 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液为底液C，底液C加热至70 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以40 mL/min的速度滴加，B溶液以25 mL/min的速度滴加，保持400 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在170 ℃条件下保温19小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例10：
称量17.85 g六水合硝酸锌溶解于200 mL去离子水中配成溶液A，称量1.002 g对苯二甲酸溶解于120 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液为底液C，底液C加热至60 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以15 mL/min的速度滴加，B溶液以15 mL/min的速度滴加，保持150 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在200 ℃条件下保温8小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例11：
称量23.8 g六水合硝酸锌溶解于20 mL去离子水中配成溶液A，称量0.668 g对苯二甲酸溶解于100 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液为底液C，底液C加热至50 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以30 mL/min的速度滴加，B溶液以10 mL/min的速度滴加，保持300 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在150 ℃条件下保温10小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例12：
称量17.85 g六水合硝酸锌溶解于20 mL去离子水中配成溶液A，称量0.334 g对苯二甲酸溶解于20 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL任意比例的去离子水和N,N-二甲基甲酰胺溶液为底液C，底液C加热至40 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以5 mL/min的速度滴加，B溶液以20 mL/min的速度滴加，保持50 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在180 ℃条件下保温18小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
如图1所示，晶体的特征衍射峰主要在2θ为2.3°，9.0°，15.7°，18°，28.8°，30°，32.5°等处，与Yaghi课题组合成的MOF-5材料的特征衍射峰位置一致，且衍射峰较尖锐，表明采用并流滴加溶剂热法合成的为纯度高、结晶度好的MOF-5材料。
如图2所示，合成的MOF-5材料为规整的片层状立体结构，颗粒的粒径为10μm左右。
如图3所示，合成的MOF-5材料的热稳定温度高达492 ℃。
如图4所示，通过对比对苯二甲酸和MOF-5的振动峰，发现MOF-5材料的振动峰与对苯二甲酸的衍射峰在1640 cm-1处有所差异，表明在1500 cm-1处发生红移现象，对苯二甲酸完全去质子化，合成的是MOF-5材料。
实施例13：
称量5.95 g六水合硝酸锌溶解于20 mL去离子水中配成溶液A，称量1.002 g对苯二甲酸溶解于80 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL任意比例的去离子水和N,N-二甲基甲酰胺溶液为底液C，底液C加热至60 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以15 mL/min的速度滴加，B溶液以35 mL/min的速度滴加，保持150 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在120 ℃条件下保温12小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例14：
称量11.9 g六水合硝酸锌溶解于20 mL去离子水中配成溶液A，称量0.668 g对苯二甲酸溶解于60 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL任意比例的去离子水和N,N-二甲基甲酰胺溶液为底液C，底液C加热至50 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以30 mL/min的速度滴加，B溶液以30 mL/min的速度滴加，保持300 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在110 ℃条件下保温6小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例15：
称量17.85 g六水合硝酸锌溶解于20 mL去离子水中配成溶液A，称量1.336 g对苯二甲酸溶解于40 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL任意比例的去离子水和N,N-二甲基甲酰胺溶液为底液C，底液C加热至70 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以20 mL/min的速度滴加，B溶液以15 mL/min的速度滴加，保持200 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在140 ℃条件下保温21小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。
实施例16：
称量23.8 g六水合硝酸锌溶解于20 mL去离子水中配成溶液A，称量1.002 g对苯二甲酸溶解于20 mL的N,N-二甲基甲酰胺中配成溶液B，50 mL任意比例的去离子水和N,N-二甲基甲酰胺溶液为底液C，底液C加热至60 ℃并搅拌，将A溶液和B溶液并流滴加至搅拌的C溶液中，其中A溶液以35 mL/min的速度滴加，B溶液以5 mL/min的速度滴加，保持350 r/min的搅拌速度，并流滴加完成后，在170 ℃条件下保温15小时。反应结束后，待自然降至室温后，用50 mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液打浆洗涤、过滤3次，再用去离子水打浆洗涤、过滤1次。将MOF-5材料滤饼置于真空干燥箱，在100 ℃下干燥6小时，即得到MOF-5材料。

Claims (3)

1.一种合成金属-有机框架材料MOF-5的方法，其特征在于：其步骤为：
(1)将六水合硝酸锌和对苯二甲酸分别溶于溶剂中，配制成硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液；加热底液至40℃-70℃；
(2)将所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液同时并流滴加至加热并搅拌的底液中反应得到MOF-5材料；其中，反应时Zn2+与对苯二甲酸的摩尔比为1:4-4:1，所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液并流滴加的速度为5-40mL/min，搅拌速度为50-400r/min，反应温度为100℃-180℃，反应时间为4-24小时；
所述硝酸锌溶液中Zn2+的浓度为0.1mol/L-1mol/L；所述对苯二甲酸溶液中对苯二甲酸的浓度为0.1mol/L-1mol/L；
所述硝酸锌溶液的溶剂为去离子水，所述对苯二甲酸溶液的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；
所述底液为去离子水、N,N-二甲基甲酰胺溶液或去离子水与N,N-二甲基甲酰胺任意比例的混合溶液，并加热至40℃-70℃。
2.根据权利要求1所述的合成金属-有机框架材料MOF-5的方法，其特征在于：所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液同时并流滴入反应器，所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液的滴加速度相同。
3.根据权利要求1所述的合成金属-有机框架材料MOF-5的方法，其特征在于：所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液同时并流滴入反应器，所述硝酸锌溶液和对苯二甲酸溶液的滴加速度不相同。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103333182A (zh) * 2013-06-04 2013-10-02 中南大学 一种制备mof-5的方法
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