层层喷雾法制备表面配位金属-有机框架薄膜及其应用

发布时间：2021-02-24 03:34

　　作为新型晶体材料,金属-有机框架（MOFs）因具有比表面积大、孔隙率高、结构多样等特点而受到人们的广泛关注.将其组装成MOFs薄膜可以极大地拓展其在光电池、催化、二氧化碳还原、储存和分离等领域的应用.本文介绍了液相外延喷雾法层层组装MOFs薄膜的方法,并阐述了该方法制备的MOFs薄膜在选择性吸附与分离、催化、识别及光电器件方面的应用.最后,对相关领域的研究进行了展望. 

【文章来源】：中国科学:化学. 2020,50(08)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

MOF的结构示意图(网络版彩图)

选择合适的基底并对其进行功能基团修饰是合成MOFs薄膜至关重要的步骤.迄今为止,成功用于支撑MOFs薄膜的基底有金属薄片、硅片、氧化铟锡(ITO)、石英玻璃片、泡沫硅/镍、毛细管柱及纤维等不同基底具有不同的特点,选择与其相适应的功能基团对实现基底与MOFs薄膜的紧密连接具有重要意义通常用于修饰基底的方式包括有机分子修饰(巯基衍生物、硅烷偶联剂、聚多巴胺)、无机化合物修饰(金属氧(硫)化物、层状双羟基复合金属氧化物、氢氧化物)及MOFs晶种修饰.层层喷雾法组装MOFs薄膜一般采用的是有机分子修饰的基底,其中最简单的是在基底上自组装单层膜(SAMs).最常用的三种类型是烷烃硫醇自组装的单层膜、有机硅及其衍生物自组装的单层膜及脂肪酸自组装的单层膜.通过这三种方法将有机表面官能团(羧基、羟基、氨基和吡啶基)暴露在外,有利于与金属离子和有机配体接触反应,从而实现MOFs薄膜的层层组装.此外,层层组装MOFs薄膜的生长方向与功能基团(羧基[37]、羟基[38]、氨基[39]和吡啶基[40])的位置、分布及排列方式密切相关,不同的功能基团修饰的基底层层组装形成的MOFs薄膜生长取向不同.

相较于传统的薄膜,MOFs薄膜材料具有结构多样可调、孔隙均匀可控、取向性高及缺陷密度低等特点,同时层层喷雾法获得的MOFs薄膜材料还具有表面平整度高、厚度均匀等特点.因此,利用液相外延喷雾法层层组装金属-有机框架薄膜被广泛应用于选择性吸附、催化、手性识别、光、电池及能源等各个领域[41,42].3.1 选择性吸附与分离

【参考文献】：
期刊论文
[1]咪唑鎓盐官能化阳离子型金属-有机框架衍生的多孔氮/卤素双掺杂纳米碳高效氧还原催化剂（英文）[J]. 伍巧,梁均,伊俊东,石鹏超,黄远标,曹荣.  Science China Materials. 2019(05)

博士论文
[1]金属有机框架物薄膜的功能构筑及可控离子传输[D]. 郭弈.浙江大学 2019



本文编号：3048719