模板法合成多级孔Cu-BTC和多级孔ZIF-8
发布时间：2023-04-30 02:41
金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子或金属簇与有机配体通过自组装过程形成的具有三维网络结构的晶体材料。近年来,MOFs因具有高比表面积、大孔容、结构多样化等特点引起科学研究者的广泛关注。但是,文献报道的多数MOFs材料都是微孔结构,微孔结构使得具有大尺寸的反应物分子、产物分子以及反应中间体等难以进出孔道,且也不利于进入孔道后的反应物和生成物的快速扩散和传输,这极大地限制了MOFs材料的实际应用,由此多级孔MOFs材料的研究应运而生。目前模板法被认为是制备多级孔MOFs最有潜力的方式,因为模板法制备多级孔MOFs材料具有孔结构高度可调、反应条件温和、不存在网络的贯穿等其它方法无法比拟的优势。本文主要针对目前模板法合成多级孔MOFs材料存在的介孔孔径的调节问题、模板剂通用性差、大部分模板剂价格昂贵且对环境造成污染、模板剂的去除困难等问题开展了以下工作:(一)对于多级孔MOFs材料,根据实际需要灵活调节介孔孔径十分重要。针对这一实用化要求,本文以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,直链烷烃CnH2n+2(5<n<...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
引言
1.1 金属有机骨架材料的概述
1.1.1 金属有机骨架材料的结构特点
1.1.2 金属有机骨架材料国内外研究进展
1.2 多级孔金属有机骨架材料简介
1.3 多级孔金属有机骨架材料的合成方法
1.3.1 长配体法
1.3.2 混合配体法
1.3.3 合成条件调控法
1.3.4 后处理法
1.3.5 模板法
1.4 模板法合成多级孔金属有机骨架材料存在的问题
1.4.1 模板剂与MOFs反应前驱体的作用力弱
1.4.2 多级孔MOFs的模板法合成条件和机理尚不明确
1.4.3 用于多级孔MOFs合成的模板剂种类有限
1.4.4 模板剂的去除导致孔结构坍陷
1.5 多级孔金属有机骨架材料的潜在应用
1.5.1 气体吸附和存储
1.5.2 催化
1.5.3 传感
1.5.4 药物载体
1.6 本文的选题及主要内容
1.6.1 本文的选题思路
1.6.2 主要研究内容
第二章 实验原料及表征技术
引言
2.1 实验材料与化学试剂
2.2 实验仪器与设备
2.3 材料表征手段
2.3.1 X射线衍射分析(X-ray powder diffraction,XRD)
2.3.2 比表面积与孔径分布分析
2.3.3 扫描电镜分析(SEM)
2.3.4 透射电镜分析(TEM)
2.3.5 热重分析(TG)
2.4 实验流程设计
第三章 用阳离子模板/扩孔剂水热合成不同孔结构的多级孔Cu-BTC
引言
3.1 实验部分
3.1.1 实验原料与化学试剂
3.1.2 仪器设备
3.1.3 多级孔MOFs的制备
3.2 结果分析与讨论
3.2.1 XRD表征
3.2.2 比表面积与孔径分布
3.2.3 TEM表征
3.2.4 热重
3.3 烷烃作为扩孔剂的机理分析
3.4 本章小结
第四章 用中性模板水热合成多级孔Cu-BTC和多级孔ZIF-8
引言
4.1 实验部分
4.1.1 实验原料与化学试剂
4.1.2 仪器设备
4.1.3 多级孔MOFs的制备
4.2 结果分析与讨论
4.2.1 模板剂量对多级孔Cu-BTC材料的影响
4.2.2 模板剂烷基链长度对多级孔Cu-BTC材料的影响
4.2.3 反应溶剂种类对多级孔Cu-BTC材料的影响
4.2.4 蒸发法和萃取法对液体模板剂的去除作用
4.2.5 十四烷基二甲基叔胺合成多级孔ZIF-8
4.3 本章小结
第五章 用阴离子模板水热合成多级孔Cu-BTC和多级孔ZIF-8
引言
5.1 实验部分
5.1.1 实验原料与化学试剂
5.1.2 仪器设备
5.1.3 多级孔MOFs的制备
5.2 结果分析与讨论
5.2.1 模板剂量对多级孔Cu-BTC材料的影响
5.2.2 模板剂和反应前驱体添加顺序对多级孔Cu-BTC的影响
5.2.3 模板剂量对多级孔ZIF-8材料的影响
5.3 阴离子模板剂合成多级孔MOFs的机理初探
5.4 多级孔Cu-BTC的催化性能测试
5.4.1 催化实验条件
5.4.2 结果分析
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附表
本文编号：3806255
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
引言
1.1 金属有机骨架材料的概述
1.1.1 金属有机骨架材料的结构特点
1.1.2 金属有机骨架材料国内外研究进展
1.2 多级孔金属有机骨架材料简介
1.3 多级孔金属有机骨架材料的合成方法
1.3.1 长配体法
1.3.2 混合配体法
1.3.3 合成条件调控法
1.3.4 后处理法
1.3.5 模板法
1.4 模板法合成多级孔金属有机骨架材料存在的问题
1.4.1 模板剂与MOFs反应前驱体的作用力弱
1.4.2 多级孔MOFs的模板法合成条件和机理尚不明确
1.4.3 用于多级孔MOFs合成的模板剂种类有限
1.4.4 模板剂的去除导致孔结构坍陷
1.5 多级孔金属有机骨架材料的潜在应用
1.5.1 气体吸附和存储
1.5.2 催化
1.5.3 传感
1.5.4 药物载体
1.6 本文的选题及主要内容
1.6.1 本文的选题思路
1.6.2 主要研究内容
第二章 实验原料及表征技术
引言
2.1 实验材料与化学试剂
2.2 实验仪器与设备
2.3 材料表征手段
2.3.1 X射线衍射分析(X-ray powder diffraction,XRD)
2.3.2 比表面积与孔径分布分析
2.3.3 扫描电镜分析(SEM)
2.3.4 透射电镜分析(TEM)
2.3.5 热重分析(TG)
2.4 实验流程设计
第三章 用阳离子模板/扩孔剂水热合成不同孔结构的多级孔Cu-BTC
引言
3.1 实验部分
3.1.1 实验原料与化学试剂
3.1.2 仪器设备
3.1.3 多级孔MOFs的制备
3.2 结果分析与讨论
3.2.1 XRD表征
3.2.2 比表面积与孔径分布
3.2.3 TEM表征
3.2.4 热重
3.3 烷烃作为扩孔剂的机理分析
3.4 本章小结
第四章 用中性模板水热合成多级孔Cu-BTC和多级孔ZIF-8
引言
4.1 实验部分
4.1.1 实验原料与化学试剂
4.1.2 仪器设备
4.1.3 多级孔MOFs的制备
4.2 结果分析与讨论
4.2.1 模板剂量对多级孔Cu-BTC材料的影响
4.2.2 模板剂烷基链长度对多级孔Cu-BTC材料的影响
4.2.3 反应溶剂种类对多级孔Cu-BTC材料的影响
4.2.4 蒸发法和萃取法对液体模板剂的去除作用
4.2.5 十四烷基二甲基叔胺合成多级孔ZIF-8
4.3 本章小结
第五章 用阴离子模板水热合成多级孔Cu-BTC和多级孔ZIF-8
引言
5.1 实验部分
5.1.1 实验原料与化学试剂
5.1.2 仪器设备
5.1.3 多级孔MOFs的制备
5.2 结果分析与讨论
5.2.1 模板剂量对多级孔Cu-BTC材料的影响
5.2.2 模板剂和反应前驱体添加顺序对多级孔Cu-BTC的影响
5.2.3 模板剂量对多级孔ZIF-8材料的影响
5.3 阴离子模板剂合成多级孔MOFs的机理初探
5.4 多级孔Cu-BTC的催化性能测试
5.4.1 催化实验条件
5.4.2 结果分析
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附表
本文编号：3806255
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