几种微纳米金属有机骨架材料的制备、形貌控制、自组装及应用

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuyingheng
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金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs),由于具有多孔结构、超高的比表面积、较低的密度、结构和孔径的多样性和可调性等优点,因而在化学和材料领域引起了人们的广泛重视。这类材料在气体存储与分离、催化、传感、生物医药等领域具有潜在的应用前景,已成为世界各国研究者关注的焦点。相对于大量的MOFs单晶材料的制备和结构表征,合成微纳米MOFs材料的研究刚刚起步,直到近几年才引起了人们的重视。微纳米MOFs由于其尺寸小、形貌可控,在催化、荧光标识和生物医药领域有着广泛的需求和应用前景,因此合成尺寸均一、形貌可控、具有复杂结构与形貌的微纳米MOFs迅速发展成为MOFs研究领域的一个新的热点。  本论文采用一种简单溶剂热方法,制备出了尺寸均一、分散性良好的微米级Fe-MIL-88B晶体颗粒,在该体系中,通过加入不同量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),我们得到了不同形貌和长宽比的MOFs产物,随着PVP用量的增加,粒子的形貌完成了从六方双锥体到双锥六棱柱的转变。此外,所得的产物展现出很好的CO2和N2吸附性能。利用同样的方法,我们研究了Ga-soc-MOF的形貌变化和自组装行为,得到了尺寸均匀的立方体形状Ga-soc-MOF颗粒,同时还得到了边角圆滑的Ga-soc-MOF颗粒,并利用酸刻蚀的方法,得到了Ga-soc-MOF的空心立方体。进一步地,我们首次利用一步乳液法合成了Ga-soc-MOF空心球,该空心球由单层的Ga-soc-MOF十四面体模块自组装而成。最后,我们合成出Au@Ga-soc-MOF纳米复合材料,该材料对有机物4-硝基苯酚表现出很好的催化活性。
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