MOFs纳米片材料的设计及催化一锅法反应研究
发布时间：2021-03-06 03:46
金属有机骨架材料（MOFs）是由有机配体和金属离子或金属簇构成的具有高比表面积和大量活性位点的多孔材料。在过去的二十年中,人们的努力主要集中在设计和合成具有不同孔隙功能的新MOFs。作为这个家族的新成员:金属有机骨架纳米片在许多不同领域的应用前景广阔。继承MOFs和2D材料优点的2D MOFs纳米片表现出大的比表面积,可调的结构,超薄和独特的分子阵列,短的扩散路径,丰富的暴露活性部位,以及它们无限有序的多孔结构。这些方面使MOFs纳米片相对于其他2D分层纳米材料相比具有更加显著的优势。然而目前获得高产率的MOFs纳米片仍然是困难的,一般产率不到10%,因此如何开发高效合成MOFs纳米片的方法引起了人们的研究兴趣。本文主要介绍了两种基于MOFs纳米片材料的制备方法,并且对它们的结构特征和催化性能进行了研究。全文一共分为四章:第一章中我们首先对MOFs纳米片进行介绍,总结了目前MOFs纳米片的制备方法,结构表征和性能研究,重点介绍了目前已知的MOFs纳米片制备方法。第二章选用了Pb（NO3）2和H3TATMA通过溶剂热反应合成了具有范德华层状晶体结构的2D铅金属有机骨架（Pb-MOF,Pb...
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合成MOFs纳米片的方法及其有希望的应用
第1章引言4图1-2MOFs纳米片的设计和剥层示意图由于MOFs剥层可用的溶剂种类繁多，单纯靠溶剂不适用于MOFs纳米片的剥层和稳定作用，因此利用超声波和球磨的综合作用，在甲醇和丙醇的混合溶剂中实现了MOF纳米片剥离获得Zn2(bim)4纳米片[17,18]。通过原子力显微镜（AFM）图像可以观察到长度为600nm且厚度为1.12nm的分离的纳米片。此外，高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和选择区域电子衍射（SAED）分析证实，剥离的MOF纳米片保持高度结晶。与此同时，赵课题组为了保持MOF纳米片的均匀性并避免MOF纳米片通过超声诱导液相剥层处理方法而破碎，影响膜制备以及应用，开发一种很有前景的合成大量均匀纳米片的冻融方法[56]，这种方法需要巨大的温度变化。通过此种方法成功剥层MAMS-1晶体，获得MAMS-1纳米片的横向尺寸约为10μm。通过AFM分析以及TEM分析证实厚度约为4nm（图1-2）。
第1章引言6图1-3使用自下而上方法在金属表面上进行MOFs纳米片合成1.4.2MOFs纳米片在液体/气体或液/液界面上的生长液相合成法与Langmuir-Blodgett（L-B）方法相结合是合成MOFs纳米片一种有效方法[59-63]。配体与金属离子在界面上发生反应，从而合成2D纳米片。除此以外，反应所涉及到的液体还可以充当配位反应的溶剂，并且液体/液体和液体/气体界面具有可以产生独立MOFs纳米片的优点。根据这些理论研究，Schlüter课题组在30mN/m的压力下在水/空气界面上成功合成MOFs纳米片（图1-4）[59]。尽管合成过程看似简单方便，但是一系列的实验变量，如金属离子的浓度，pH值，表面压力和温度都考虑的优化。另外，Nishihara课题组在2013年使用界面合成法成功合成共轭MOF纳米片[94]。该MOF纳米片采用苯六硫醇（BHT）配体和乙酸镍进行配位反应获得。AFM图像显示该MOF纳米片的表面非常光滑。通过进一步的横截面分析显示该MOF纳米片的厚度仅仅为0.6nm，这对应单分子层厚度。值得注意的是，通过优化条件，可以将该MOF纳米片的横向尺寸扩大到300-500nm（图1-4）。Feng课题组采用另外一种配体1,2,5,6,9,10-三亚甲基六硫醇（THT）成功合成另一种
【参考文献】：
期刊论文
[1]Nitrogen-rich porphyrinic metal-organic frameworks synthesized by postsynthetic metathesis: from inert material to active catalyst[J]. Dahuan Liu,Xuan Wang,Ying-Pin Chen,Shuai Yuan,Chongli Zhong,Hong-Cai Zhou. Science China（Chemistry）. 2016(08)
[2]Synthesis of 4-Aryl-3,4-dihydropyrimidinones Using Microwave-assisted Solventless Biginelli Reaction[J]. 薛松,申晏才,李亚莉,沈小明,郭庆祥. Chinese Journal of Chemistry. 2002(04)
本文编号：3066382
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合成MOFs纳米片的方法及其有希望的应用
第1章引言4图1-2MOFs纳米片的设计和剥层示意图由于MOFs剥层可用的溶剂种类繁多，单纯靠溶剂不适用于MOFs纳米片的剥层和稳定作用，因此利用超声波和球磨的综合作用，在甲醇和丙醇的混合溶剂中实现了MOF纳米片剥离获得Zn2(bim)4纳米片[17,18]。通过原子力显微镜（AFM）图像可以观察到长度为600nm且厚度为1.12nm的分离的纳米片。此外，高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和选择区域电子衍射（SAED）分析证实，剥离的MOF纳米片保持高度结晶。与此同时，赵课题组为了保持MOF纳米片的均匀性并避免MOF纳米片通过超声诱导液相剥层处理方法而破碎，影响膜制备以及应用，开发一种很有前景的合成大量均匀纳米片的冻融方法[56]，这种方法需要巨大的温度变化。通过此种方法成功剥层MAMS-1晶体，获得MAMS-1纳米片的横向尺寸约为10μm。通过AFM分析以及TEM分析证实厚度约为4nm（图1-2）。
第1章引言6图1-3使用自下而上方法在金属表面上进行MOFs纳米片合成1.4.2MOFs纳米片在液体/气体或液/液界面上的生长液相合成法与Langmuir-Blodgett（L-B）方法相结合是合成MOFs纳米片一种有效方法[59-63]。配体与金属离子在界面上发生反应，从而合成2D纳米片。除此以外，反应所涉及到的液体还可以充当配位反应的溶剂，并且液体/液体和液体/气体界面具有可以产生独立MOFs纳米片的优点。根据这些理论研究，Schlüter课题组在30mN/m的压力下在水/空气界面上成功合成MOFs纳米片（图1-4）[59]。尽管合成过程看似简单方便，但是一系列的实验变量，如金属离子的浓度，pH值，表面压力和温度都考虑的优化。另外，Nishihara课题组在2013年使用界面合成法成功合成共轭MOF纳米片[94]。该MOF纳米片采用苯六硫醇（BHT）配体和乙酸镍进行配位反应获得。AFM图像显示该MOF纳米片的表面非常光滑。通过进一步的横截面分析显示该MOF纳米片的厚度仅仅为0.6nm，这对应单分子层厚度。值得注意的是，通过优化条件，可以将该MOF纳米片的横向尺寸扩大到300-500nm（图1-4）。Feng课题组采用另外一种配体1,2,5,6,9,10-三亚甲基六硫醇（THT）成功合成另一种
【参考文献】：
期刊论文
[1]Nitrogen-rich porphyrinic metal-organic frameworks synthesized by postsynthetic metathesis: from inert material to active catalyst[J]. Dahuan Liu,Xuan Wang,Ying-Pin Chen,Shuai Yuan,Chongli Zhong,Hong-Cai Zhou. Science China（Chemistry）. 2016(08)
[2]Synthesis of 4-Aryl-3,4-dihydropyrimidinones Using Microwave-assisted Solventless Biginelli Reaction[J]. 薛松,申晏才,李亚莉,沈小明,郭庆祥. Chinese Journal of Chemistry. 2002(04)
本文编号：3066382
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