Nghiên cứu t ng hợp và đ c trưng cấu trúc vật liệu khung hữu cơ kim loại MIL-53(Fe) biến tính Nd

Đại học Nguyễn Tất Thành 
13 Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 1 
Nghiên cứu t ng hợp và đ c trưng cấu trúc vật liệu khung hữu cơ 
kim loại MIL-53(Fe) biến tính Nd 
Nguyễn Hữu Vinh1, Bạch Long Giang1, Nguyễn Duy Trinh1, Bùi Thị Phương Quỳnh2, Đ Trung Sỹ3, 
1
Viện Kỹ thuật Công nghệ cao, Đại học Nguyễn Tất Thành, 2Khoa Công nghệ Hóa học, Đại học Công nghiệp Thực ph m 
Tp. HCM, 
3
Phòng Công nghệ Vật liệu và Môi trường, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 
dosyvhh@gmail.com 
Tóm tắt 
Trong nghiên cứu này, vật liệu khung hữu cơ - kim loại MIL-53(Fe) và MIL-53(Fe) biến tính 
với Nd được t ng hợp thành công thông qua phương pháp dung nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau. 
Vật liệu được đ c trưng cấu trúc bằng các phương pháp ph n t ch hiện đại như XRD, SEM, FT-
IR, và Raman. Kết quả XRD, FTIR và Raman cho thấy, khi biến tính với Nd không làm thay 
đ i cấu trúc tinh thể của vật liệu MIL-53(Fe) và tất cả các ion kim loại được xen chèn bên trong 
cấu trúc của vật liệu c ng như thay thế các ion Fe trong nút mạng tinh thể. Bên cạnh đó, nhiệt 
độ t ng hợp có ảnh hưởng đáng kể đến sự hình thành tinh thể và hình thái tinh thể vật liệu. Cả 
m u biến tính và không biến t nh cho hình thái đồng đều ở nhiệt độ 150 oC với tinh thể có dạng 
hình bát diện k ch thước nh dưới 1µm đối với m u không biến tính và dạng lục l ng đối với 
m u biến tính. MIL-53(Fe) biến tính với Nd cho hiệu ứng chuyển điện tích và chuyển n ng 
lượng đ c trưng từ cầu nối hữu cơ đến ion kim loại đất hiếm trong cấu trúc vật liệu góp phần 
làm cho vật liệu có tính nhạy huỳnh quang cao và phát huỳnh quang độc đáo mở ra tiềm n ng 
ứng dụng lớn trong các l nh vực như thiết bị hiển thị và phát sáng. 
® 2018 Journal of Science and Technology – NTTU 
Nhận 02.01.2018 
Được duyệt 22.01.2018 
Công bố 01.02.2018 
Từ khóa 
Vật liệu khung hữu cơ kim 
loại, MIL-53(Fe), Biến tính 
Nd 
1. Giới thiệu 
MOFs được tạo thành từ các cầu nối hữu cơ có các nhóm 
chức cho điện tử (chứa các nguyên tử còn c p điện tử chưa 
liên kết như O, N, S, P) tạo các liên kết phối trí và cố định 
các ion kim loại tạo thành đơn vị cấu trúc cơ bản nhất của 
MOFs, gọi là đơn vị cấu trúc thứ cấp (secondary buiding 
unit, SBU). Các SBU lại được nối với nhau thông qua các 
cầu nối hữu cơ để hình thành cấu trúc ba chiều có trật tự 
nghiêm ng t trong không gian [1]–[5]; do đó, MOFs có cấu 
trúc dạng tinh thể trật tự ba chiều xác định, có độ xốp cao 
và diện tích bề m t riêng lớn. Tùy thuộc vào phương pháp 
t ng hợp, loại ion kim loại ho c cầu nối hữu cơ mà có thể 
thu được các loại vật liệu MOFs khác nhau. 
MIL-53(Fe) có công thức hóa học là FeIII(OH)(O2C-C6H4-
CO2).H2O, bao gồm các chu i bát diện FeO6 được kết nối 
với các anion benzen dicacboxylate tạo nên mạng lưới 
không gian 3 chiều với thể tích r ng lớn và diện tích bề m t 
lớn [6]. Các chu i bát diện FeO6 một chiều được hình thành 
chạy dọc theo một trục của cấu trúc. Vật liệu MIL-53(Fe) 
được t ng hợp lần đầu tiên vào n m 2008 bởi Franck 
Millange, Gérard Férey cùng cộng sự [7] từ muối sắt (III) 
clorua và axít terephthalic (H2BDC) với sự có m t của 
DMF ở nhiệt độ cao, MIL-53(Fe) có cấu trúc hình bát diện 
và diện tích bề m t BET có thể lên tới 1100 m2/g, kích 
thước l xốp khoảng 0.85 nm [8], [9]. 
Nhằm nâng cao hiệu quả của vật liệu cho các ứng dụng sẵn 
có và mở ra nhiều ứng dụng mới, MOFs được pha tạp ho c 
kết hợp với một ho c nhiều kim loại khác đ thu h t nhiều 
sự chú ý trong những n m gần đ y, do sự kết hợp này có 
thể t ng cường hoạt tính của chúng. Việc pha tạp các 
nguyên tố đất hiếm vào cấu tr c MIL để tạo thành vật liệu 
có tính phát huỳnh quang độc đáo cho các ứng dụng trong 
l nh vực y sinh như d n truyền thuốc c ng là hướng nghiên 
cứu rất tiềm n ng. Do t nh phát quang của MOFs rất nhạy 
và phụ thuộc rất nhiều vào đ c trưng cấu trúc của vật liệu, 
môi trường phối trí của các ion kim loại, tính chất bề m t 
của l xốp và các tương tác của chúng với các phân tử bị 
hấp phụ. M t khác, tính chất phát huỳnh quang của ion đất 
hiếm phụ thuộc rất nhiều vào môi trường phối trí xung 
quanh ion lanthanide và thường không bị tắt bởi oxygen. 
Do đó các vật liệu MOFs kết hợp với nguyên tố đất hiếm s 
Đại học Nguyễn Tất Thành 
Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 1 
14 
cung cấp một sức mạnh độc đáo trong việc phát hiện hiệu 
quả các chất cần ph n t ch c ng như trong các ứng dụng 
khác. Về hướng nghiên cứu này, nhóm tác giả Bing Yan 
cùng cộng sự họ đ biến tính MIL-53(Al) và MIL-121(Al) 
[10] với ion Eu3+, MIL-53(Al) biến tính với Eu3+ cho hiệu 
quả phát hiện ion Fe3+ trong dung dịch cao và giới hạn phát 
hiện thấp (0.5 μM). Trong khi đó, MIL-121(Al) biến tính 
với Eu3+ cho hiệu quả phát hiện tốt các ion như fluoride, 
dichromate, các phân tử nh như chloroform và acetone. 
Trong nghiên cứu này, mục tiêu chính là t ng hợp MIL-
53(Fe) và MIL-53(Fe) biến tính với Nd để tạo thành vật 
liệu có tính phát huỳnh quang độc đáo mở ra hướng mới 
trong nghiên cứu trong y sinh như d n truyền thuốc. 
2. Thực nghiệm 
Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm: axít 
terephthalic (H2BDC, 98%, Sigma-Aldrich), Iron (III) 
chloride hexahydrate (FeCl3·6H2O, 99.0%, hóa chất cho 
phân tích (analytical reagent, AR), Xilong Chemical, Trung 
Quốc), N,N-dimethylformamide (DMF, 99.5%, AR, Xilong 
Chemical, Trung Quốc), Neodymium (III) nitrate 
hexahydrate (Nd(NO3)3.6H2O, 99.9%, Alfa Aesar, Russia), 
Ethanol (99%, AR, Xilong Chemical, Trung Quốc), nước 
cất (từ máy nước cất 2 lần của hãng Lasany, Ấn Độ). 
MIL-53(Fe) biến tính với Nd3+ được t ng hợp bằng phương 
pháp dụng nhiệt. Quá trình cụ thể như sau: FeCl3.6H2O 
(5.452×10
-3
 mmol, 1.637g), Nd(NO3)3.6H2O (5.452×10
-4
mmol, 0.239 g) và H2BDC (8.996×10
-3
 mmol, 1.525 g) 
được hòa tan trong 60 mL DMF. Dung dịch này được 
khuấy từ trong 30 phút ở nhiệt độ ph ng để tạo thành h n 
hợp đồng nhất có màu vàng. Tiếp theo, h n hợp được cho 
vào ống telflon có bọc bằng thép không g và được gia nhiệt 
lên các điều kiện nhiệt độ t ng hợp khác nhau (100 oC, 
150
o
C, và 180 
o
C) trong 2 ngày. H n hợp sau khi thủy nhiệt 
được ly tâm ở 6000 v ng/ph t trong 15 ph t thu được chất 
rắn màu vàng ở đáy ống. Chất rắn được phân tán trở lại 
trong DMF và được đun hồi lưu ở 80 ºC trong 24h. Sau đó, 
h n hợp huyền ph được ly tâm ở 6000 vòng/phút trong 15 
ph t thu được chất rắn màu vàng ở đáy ống. Chất rắn thu 
được sau đó được rửa 3 lần với DMF. Cuối cùng, sản ph m 
được sấy qua đêm ở 60 ºC. 
Cấu trúc vật liệu được xác định bằng phương pháp ph 
nhiễu xạ tia X thực hiện trên máy D8 Advance Bruke, ống 
phát tia Rơngen với bước sóng λ = 1,5406 , nhiệt độ ghi 
25 ºC, góc 2θ từ 2 đến 50º, tốc độ qu t 0,04 độ/s. Ph p đo 
quang ph hồng ngoại dùng phép biến đ i Fourier được tiến 
hành trên trên máy EQUINOX 55 (Bruker). M u được trộn 
với KBr t lệ 1/10, nghiền mịn và p thành viên. Phương 
pháp kính hiển vi điện tử quy t (SEM) đo trên thiết bị JSM 
7401F (Jeol). Ph Raman được trên ph kế Raman của 
hãng HORIBA Jobin Yvon sử dụng bước sóng kích thích ở 
633 nm và ph được ghi ở 
v ng bước sóng từ 100 - 1900 cm-1. Phương pháp đ ng 
nhiệt hấp phụ-khử hấp phụ N2 được thực hiện trên thiết bị 
TriStar 3000 V6.07 A của h ng Micromeritics. Trước khi 
đo, m u hấp phụ được làm sạch bề m t bằng dòng khí N2 ở 
300 
o
C trong 5h. 
Hình 1. Ph XRD của MIL-53(Fe) (A) và Nd-MIL-53(Fe) (B) 
t ng hợp ở các nhiệt độ:100 oC (a), 150oC (b), và 180 oC (c). 
3. Kết quả và thảo luận 
Cấu trúc vật liệu của MIL-53(Fe) biến tính với Nd ở nhiệt 
độ t ng hợp khác nhau c ng được xác định thông qua 
phương pháp nhiễu xạ tia X, được trình bày trên Hình 1. 
Quan sát giản đồ XRD, ở nhiệt độ t ng hợp 100 ºC, trên 
giản đồ XRD của MIL-53(Fe) xuất hiện các đ nh nhiễu xạ 
đ c trưng của cấu trúc MIL-53(Fe) ở 2θ = 9.14º, 12.70º, 
14.10º, 16.52º, 17.20º, 18.83º, và 22.10º (hình 1A). Khi 
nhiệt độ t ng hợp t ng từ 100 ºC lên 150 ºC và 180 ºC, tốc 
độ phát triển tinh thể t ng nên cường độ đ nh nhiễu xạ tại 
2θ = 9.14º và 18.83º t ng và ph hợp với giản đồ XRD của 
MIL-53(Fe) t ng hợp ở nhiệt độ cao của các nhà nghiên 
cứu trước đó [9], [11]–[13]. Đối với các m u MIL-53(Fe) 
biến tính với Nd, trên giản đồ XRD của vật liệu, đa số các 
đ nh nhiễu xạ phù hợp với những đ nh nhiễu xạ đ c trưng 
trong cấu trúc của MIL-53(Fe), m c dù có một vài sự khác 
biệt trong cường độ đ nh nhiễu xạ, vị tr đ nh nhiễu xạ, 
c ng như xuất hiện một số đ nh nhiễu xạ nhiễu xạ mới đ c 
trưng cho Eu. Do khi đưa Nd3+ vào trong cấu trúc của MIL-
53(Fe), Nd
3+
 s cạnh tranh với ion Fe3+ trong việc hình 
thành liên kết phối trí với cầu nối hữu cơ BDC d n đến sự 
thay đ i trong cấu trúc của vật liệu và thay đ i tín hiệu trên 
giản đồ XRD. Hiện tượng này c ng đ được ghi nhận trước 
đ y khi đưa nguyên tố đất hiếm vào trong cấu trúc MOFs 
khác ở các nghiên cứu của các nhà khoa học đ được công 
bố trước đó [14]. Nhiệt độ t ng hợp có ảnh hưởng khác 
nhau trong hình thành cấu trúc tinh thể của vật liệu khi biến 
tính với Nd. MIL-53(Fe) biến tính với Nd không có đ nh 
nhiễu xạ đ c trưng của vật liệu được ghi nhận trên giản đồ 
XRD khi vật liệu được t ng hợp ở 100 ºC, khi nhiệt độ t ng 
hợp t ng lên 150 và 180 ºC thì vật liệu tạo thành với độ tinh 
thể cao và cường độ đ nh nhiễu xạ đ c trưng t ng. Với nhiệt 
độ t ng hợp là 150 ºC, MIL-53(Fe) và MIL-53(Fe) biến 
tính với Nd được t ng hợp thành có độ tinh thể tốt nhất. 
5 10 15 20 25 30 35 40 5 10 15 20 25 30 35 40
(a)
(b)
(B)
C
-ê
ng
 ®
é 
(a
.u
.)
2 Theta (®é)
(A)
(c)
(a)
(b)
(c)
C
-ê
ng
 ®
é 
(a
.u
.)
2 Theta (®é)
Đại học Nguyễn Tất Thành 
15 Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 1 
Cấu trúc khung hữu cơ - kim loại của vật liệu c ng được 
xác nhận thông qua ph FTIR. Trên ph FTIR của MIL-
53(Fe) (Hình 2) xuất hiện các đ nh dao động đ c trưng của 
liên kết C=O (dao động kéo dãn ở 1601 cm-1), dao động 
kéo dãn bất đối xứng của nhóm COO (υas(COO) ở 1504 cm
-
1), dao động k o d n đối xứng của nhóm COO (υs(COO) ở 
1392 cm
-1), dao động kéo dãn của liên kết C-O (υ(C-O) ở 
1017 cm
-1) và dao động biến dạng ngoài m t ph ng của liên 
kết C-H (δ(C-H) ở 749 cm-1) trên v ng thơm trong cầu nối 
hữu cơ terephthalate (BDC). Cầu nối hữu cơ này tạo liên 
kết phối trí với các ion kim loại cho đ nh dao động đ c 
trưng của Fe-O ở 548 cm-1. Ngoài ra, ph FTIR xuất hiện 
đ nh dao động mạnh ở 1657 cm-1, đ y là dao động kéo dãn 
ứng với liên kết C=O của DMF (υN-(C=O)) và đ nh ở 3385 
cm
-1
 là dao động của liên kết O-H (υ(O-H)) của các phân tử 
nước hấp thụ lên trên bề m t của vật liệu tương tự như 
MIL-53(Fe).DMF được t ng hợp trước đó. Ở các m u 
MIL-53(Fe) biến tính với nguyên tố đất hiếm (Nd-MIL-
53(Fe)-0.1), trên ph FTIR v n xuất hiện các đ nh dao 
động đ c trưng có trong cầu nối hữu cơ và đ nh dao động 
của liên kết Fe-O (ngoại trừ m u Nd-MIL-53(Fe)-0.1(100)). 
Hình 2. Ph FT-IR của MIL-53(Fe) (A) và Nd-MIL-53(Fe) 
t ng hợp ở các nhiệt độ: 100 oC (a), 150oC (b), và 180 oC (c). 
Ảnh hưởng của nhiệt độ t ng hợp đến sự hình thành cấu 
trúc của vật liệu c ng được nhận thấy rõ ràng trên ph 
FTIR đối với m u Nd-MIL-53(Fe)-0.1(100), các đ nh dao 
động đ c trưng bị chồng lấp và trải rộng. Tuy nhiên, đối với 
các m u được t ng hợp ở nhiệt độ cao hơn, quan sát trên 
ph FTIR của vật liệu biến t nh, ngoài các đ nh dao động 
của các liên kết có trong MIL-53(Fe) thì không có sự thay 
đ i rõ ràng trong cấu trúc của vật liệu được quan sát trên 
ph FTIR. 
Tóm lại, dựa trên kết quả XRD, điều kiện tối ưu để t ng 
hợp vật liệu MIL-53(Fe) biến tính với nguyên tố đất hiếm 
bằng phương pháp dung nhiệt được khảo sát trong nghiên 
cứu này đó là: Nhiệt độ 150 ºC, thời gian t ng hợp 48 giờ 
và thành phần mol h n hợp phản ứng: 
FeCl3:Ln(NO3)3:H2BDC:DMF = 1:0.1:1.5:130. Từ đ y, vật 
liệu được t ng hợp với điều kiện này s được sử dụng để 
khảo sát các tính chất tiếp theo của vật liệu. 
Hình 3. Ảnh SEM của 
MIL-53(Fe) t ng hợp ở 100oC (a), 150oC (b), và 180oC (c); 
Nd-MIL-53(Fe) t ng hợp ở 100oC (d), 150oC (e), và 180oC (f) 
Hình thái tinh thể của m u MIL-53(Fe) và MIL-53(Fe) biến 
tính với Nd được quan sát qua ảnh SEM. Khi t ng hợp ở 
nhiệt độ 100 oC, cả hai m u MIL-53(Fe) và MIL-53(Fe) 
biến tính với Nd có hình thái bề m t không đồng đều, biên 
hạt không rõ ràng và các hạt này kết tụ với nhau (Hình 3a, 
và 3d). Kết quả này phù hợp với ph XRD không xuất hiện 
các đ nh nhiễu xạ đối với m u biến t nh và đ nh nhiễu xạ 
nh đối với m u không biến tính.Tinh thể MIL-53(Fe) t ng 
hợp ở 150 oC có dạng hình bát diện k ch thước nh dưới 
1µm và tương đối đồng nhất (Hình 3b) phù hợp với các 
đ nh nhiễu xạ mạnh và hẹp trên giản đồ XRD (Hình 
2b).Tuy nhiên đối với m u MIL-53(Fe) biến tính, có sự 
khác nhau về k ch thước và hình dạng tinh thể so với MIL-
53(Fe)(150). Tinh thể Nd-MIL-53(Fe)-0.1 t ng hợp ở 
150
oC có k ch thước lớn hơn và tinh thể có dạng hình lục 
l ng. Bên cạnh đó, k ch thước giữa các tinh thể không đồng 
đều tương ứng với peak nhiễu xạ rộng trên giản đồ XRD 
của vật liệu. Khi nâng nhiệt độ lên 180 oC, m u không biến 
tính có dạng thanh với k ch thước lớn không đồng đều 
(hình 3c). Trong khi đó m u biến t nh c ng quan sát thấy sự 
không đồng đều về hình thái tinh thể với sự xuất hiện của 
các hạt có hình lục n ng và các hạt nh có k ch thước nano 
cùng vói các đám tụ không có hình thái xác định (hình 3f). 
Để hiểu rõ sự thay đ i cấu trúc của vật liệu sau khi được 
biến tính, vật liệu được tiến hành phân tích bằng phương 
pháp ph Raman. Trên ph Raman của vật liệu (Hình 4), 
4000 3000 2000 1000 4000 3000 2000 1000
(c)
(b)
(a)
(c)
(b)
(B)
§
é 
tr
uy
Òn
 q
ua
 (
%
)
Sè sãng (cm
-1
)
(A)
(a)
§
é 
tr
uy
Òn
 q
ua
 (
%
)
Sè sãng (cm
-1
)
Đại học Nguyễn Tất Thành 
Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 1 
16 
MIL-53(Fe) có các tín hiệu Raman đ c trưng của dao động 
biến dạng đối xứng υs(COO) ở 1445cm
-1
, bất đối xứng 
υas(COO) ở 1501 cm
-1
 của nhóm carboxylate, peak ở 1140 
cm
-1 là dao động biến dạng của liên kết C-C ở vị trí giữa 
vòng benzen và nhóm carboxylate, và ở 865 cm-1, 630 cm-1 
là dao động biến dạng ngoài m t ph ng của liên kết C-H 
của cầu nối hữu cơ 1,4-Benzendicarboxylate tương tự như 
MIL-53(Fe).DMF được t ng hợp trước đó. Sự hiện diện 
của Nd trong các m u MIL-53(Fe) biến tính có thể phát 
hiện thông qua kỹ thuật ph Raman, do các tín hiệu trong 
ph Raman rất nhạy với sự thay đ i của nhóm bên cạnh. 
Khi MIL-53(Fe) được biến tính với Nd, từ ph Raman của 
các m u MIL-53(Fe) biến tính, quan sát thấy v n xuất hiện 
các peak đ c trưng của MIL-53(Fe)(150), cho thấy cấu trúc 
của MIL-53(Fe) v n duy trì sau khi biến tính. Ngoài ra, bên 
cạnh các peak đ c trưng của MIL-53(Fe)(150), ph Raman 
của vật liệu biến tính còn xuất hiện peak đ c trưng của liên 
kết Nd-O ở 330 cm-1 [15]–[19] và dao động biến dạng đối 
xứng (υs(COO)) của nhóm carboxylate khi tạo liên kết phối 
trí với ion nguyên tố đất hiếm với đ nh peak ở số sóng thấp 
có cường độ cao hơn so với Fe3+ do bán kính ion của 
nguyên tố đất hiếm (0.983 Å cho Nd3+) lớn hơn so với Fe3+ 
(0.55 Å) nên Nd
3+
 tạo liên kết phối trí với nhóm -COO trên 
cầu nối hữu cơ yếu hơn so với Fe3+. Kết quả này cho thấy 
các ion kim loại được kết hợp vào cấu trúc của MIL-53(Fe) 
và phù hợp với kết quả XRD. 
MOFs dựa trên ho c biến tính với kim loại Nd cho tính phát 
huỳnh quang trong vùng hồng ngoại gần. Phát quang trong 
vùng hồng ngoại gần cho tính th m thấu qua mô cao, đồng 
thời không bị cạnh tranh bởi sự phát quang của các chất có 
trong môi trường sinh học. Do đó cung cấp tiềm n ng ứng 
dụng rất lớn trong l nh vực y sinh. Tuy nhiên, do hạn chế về 
thiết bị phân tích, nên tính chất phát huỳnh quang của Nd-
MIL-53(Fe)-0.1(150) chưa được nghiên cứu chi tiết. Vì vậy 
hướng nghiên cứu tiếp theo là khảo sát tính phát huỳnh 
quang của Nd-MIL-53(Fe)-0.3(150) và đồng thời nghiên 
cứu ứng dụng của chúng trong việc phát hiện các hợp chất 
khác thông qua tính chất phát huỳnh quang của chúng. 
Hình 4. Ph tán xạ Raman của 
MIL-53(Fe) (a) và Nd-MIL-53(Fe) (b). 
4. Kết luận 
Ch ng tôi đ t ng hợp thành công vật liệu MIL-53(Fe) biến 
tính với Nd bằng phương pháp dung nhiệt. Bên cạnh đó, 
ảnh hưởng của nhiệt t ng hợp đến sự hình thành cấu trúc 
tinh thể của m u biến tính và không biến t nh c ng được 
chúng tôi nghiên cứu. Kết quả ch ra rằng, khi biến tính với 
Nd không làm thay đ i cấu trúc tinh thể của vật liệu MIL-
53(Fe) và tất cả các ion kim loại được xen chèn bên trong 
cấu trúc của vật liệu c ng như thay thế các ion Fe trong nút 
mạng tinh thể. Cả m u biến tính và không biến tính cho 
hình thái đồng đều ở nhiệt độ 150 oC với tinh thể có dạng 
hình bát diện k ch thước nh dưới 1µm đối với m u không 
biến tính và dạng lục l ng đối với m u biến tính. Vật liệu 
MIL-53(Fe) biến tính với Nd tạo thành vật liệu với cấu trúc 
tinh thể cao và đưa ra t nh chất phát huỳnh quang độc đáo 
thông qua hiệu ứng ng-ten chuyển n ng lượng từ cầu nối 
hữu cơ đến các tâm nguyên tố đất hiếm phối trí với chúng 
làm t ng khả n ng nhạy sáng của vật liệu, mở ra tiềm n ng 
ứng dụng lớn trong l nh vực quang học và cảm biến. 
Lời cảm ơn 
Đề tài được thực hiện bằng nguồn kinh phí h trợ từ Đại 
học Nguyễn Tất Thành. 
Tài liệu tham khảo 
1. C. Janiak and J. K. Vieth, “MOFs, MILs and more: 
concepts, properties and applications for porous 
coordination networks (PCNs),” New J. Chem., vol. 34, 
no. 11, p. 2366, 2010. 
2. S. K. Henninger, H. A. Habib, and C. Janiak, “MOFs as 
adsorbents for low temperature heating and cooling 
applications,” J. Am. Chem. Soc., vol. 131, no. 8, pp. 
2776–2777, 2009. 
3. M. Alhamami, H. Doan, and C. H. Cheng, “A review on 
breathing behaviors of metal-organic-frameworks 
(MOFs) for gas adsorption,” Materials (Basel)., vol. 7, 
no. 4, pp. 3198–3250, 2014. 
4. H.-C. “Joe” Zhou and S. Kitagawa, “Metal–Organic 
Frameworks (MOFs),” Chem. Soc. Rev., vol. 43, no. 
16, pp. 5415–5418, 2014. 
5. H. C. Zhou, J. R. Long, and O. M. Yaghi, “Introduction 
to metal-organic frameworks,” Chem. Rev., vol. 112, 
no. 2, pp. 673–674, 2012. 
6. M. Pu, Y. Ma, J. Wan, Y. Wang, J. Wang, and M. L. 
Brusseau, “Activation performance and mechanism of a 
novel heterogeneous persulfate catalyst: metal–organic 
framework MIL-53(Fe) with Fe II /Fe III mixed-valence 
coordinatively unsaturated iron center,” Catal. Sci. 
Technol., vol. 7, no. 5, pp. 1129–1140, 2017. 
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
C
-ê
ng
 ®
é 
(a
.u
.)

as
 C-C)

s
 C-C)  C=C)
 C-C) C-H)
 C-H)
(b)
Sè sãng (cm
-1
)
(a)
Nd-O
1350 1400 1450 1500 1550
Sè sãng (cm
-1
)
Đại học Nguyễn Tất Thành 
17 Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 1 
7. G. Férey, M. Latroche, C. Serre, F. Millange, T. 
Loiseau, and A. Percheron-Gu gan, “Hydrogen 
adsorption in the nanoporous metal-
benzenedicarboxylate M(OH)(O 2 C–C 6 H 4 –CO2 ) 
(M = Al 3+ , Cr 3+ ), MIL-53,” Chem. Commun., no. 
24, pp. 2976–2977, 2003. 
8. X. Feng, H. Chen, and F. Jiang, “In-situ ethylene 
diamine-assisted synthesis of a magnetic iron-based 
metal-organic framework MIL-53(Fe) for visible light 
photocatalysis,” J. Colloid Interface Sci., vol. 494, pp. 
32–37, May 2017. 
9. X. D. Do, V. T. Hoang, and S. Kaliaguine, “MIL-53(Al) 
mesostructured metal-organic frameworks,” 
Microporous Mesoporous Mater., vol. 141, no. 1–3, pp. 
135–139, 2011. 
10. Y. Zhou, H.-H. Chen, and B. Yan, “An Eu 3+ post-
functionalized nanosized metal–organic framework for 
cation exchange-based Fe 3+ -sensing in an aqueous 
environment,” J. Mater. Chem. A, vol. 2, no. 33, pp. 
13691–13697, 2014. 
11. F. Salles, A. Ghoufi, G. Maurin, R. G. Bell, C. Mellot-
Draznieks, and G. F rey, “Molecular dynamics 
simulations of breathing MOFs: Structural 
transformations of MIL-53(Cr) upon thermal activation 
and CO2 adsorption,” Angew. Chemie - Int. Ed., vol. 47, 
no. 44, pp. 8487–8491, 2008. 
12. R. Liang, F. Jing, L. Shen, N. Qin, and L. Wu, “MIL-
53(Fe) as a highly efficient bifunctional photocatalyst 
for the simultaneous reduction of Cr(VI) and oxidation 
of dyes,” J. Hazard. Mater., vol. 287, no. Vi, pp. 364–
372, 2015. 
13. J. Jia, F. Xu, Z. Long, X. Hou, and M. J. Sepaniak, 
“Metal–organic framework MIL-53(Fe) for highly 
selective and ultrasensitive direct sensing of MeHg+,” 
Chem. Commun., vol. 49, no. 41, p. 4670, Apr. 2013. 
14. X. Yi, W. Dong, X. Zhang, J. Xie, and Y. Huang, 
“MIL-53(Fe) MOF-mediated catalytic 
chemiluminescence for sensitive detection of glucose,” 
Anal. Bioanal. Chem., vol. 408, no. 30, pp. 8805–8812, 
2016. 
15. G. Huang, F. Zhang, L. Zhang, X. Du, J. Wang, and L. 
Wang, “Hierarchical NiFe 2 O 4 /Fe 2 O 3 nanotubes 
derived from metal organic frameworks for superior 
lithium ion battery anodes,” J. Mater. Chem. A, vol. 2, 
no. 21, pp. 8048–8053, 2014. 
16. R. Liang, S. Luo, F. Jing, L. Shen, N. Qin, and L. Wu, 
“A simple strategy for fabrication of Pd@MIL-100(Fe) 
nanocomposite as a visible-light-driven photocatalyst 
for the treatment of pharmaceuticals and personal care 
products (PPCPs),” Appl. Catal. B Environ., vol. 176–
177, pp. 240–248, 2015. 
17. Q. Sun, M. Liu, K. Li, Y. Han, Y. Zuo, F. Chai, C. 
Song, G. Zhang, and X. Guo, “Synthesis of Fe/M (M = 
Mn, Co, Ni) bimetallic metal organic frameworks and 
their catalytic activity for phenol degradation under 
mild conditions,” Inorg. Chem. Front., vol. 4, no. 1, pp. 
144–153, Jan. 2017. 
18. G.T. Vuong, M.H. Pham, and T.O. Do, “Direct 
synthesis and mechanism of the formation of mixed 
metal Fe2Ni-MIL-88B,” CrystEngComm, vol. 15, no. 
45, p. 9694, Oct. 2013. 
19. G.T. Vuong, M.H. Pham, and T.O. Do, “Synthesis and 
engineering porosity of a mixed metal Fe 2 Ni MIL-88B 
metal–organic framework,” Dalton Transactions, vol. 
42, no. 2, pp. 550–557, 2013. 
Research on synthesis and characterization of Ni-doped MIL-53(Fe) metal-organic frameworks 
Nguyen Huu Vinh1, Long Giang Bach1, Nguyen Duy Trinh1, Bui Thi Phuong Quynh2, Do Trung Sy3 
1Institute of High Tech, Nguyen Tat Thanh University; 2Faculty of chemical technology, HCM City University of Food Industry; 
3Department of Materials Technology and Environment, Institute of Chemistry, VAST. 
Abstract In this study, MIL-53(Fe) and Nd-doped MIL-53(Fe) materials were successfully by solvothermal at different 
reaction temperatures. The as-sythesized samples were characterized by XRD, FTIR, SEM, and Raman. From XRD, FTIR, 
and Raman results, doping of the Ni ion in the crystal lattice did not change the high crystallinity of the MIL-53(Fe) 
structure, and all the Nd ions were incorporated into the structures of MIL-53(Fe) as well as replaced Fe ion or located at the 
interstitial site. In addiction, both doped and undoped sample exhibited uniform morphology at 150 
o
C; octahedron 
morphologies were obtaianed for the bare sample and hexagonal morphologies were obatain for the doped sampel. Nd-doped 
MIL-53(Fe) with unique Nd fluorescence properties, thus enabling it to be a promising functional probe for fluorescent 
imaging. 
Keywords metal-organic framework, MIL-53(Fe), doped Nd