基于新型金属有机框架材料衍生结构的表征与储能应用研究

发布时间：2024-02-22 16:07

　　金属有机框架材料(MOFs)是由有机配体和金属或金属簇通过配位键连接在一起所形成的一类新型晶体材料,近年来越来越受到广泛的关注。另外,相对于传统复杂且不易受控的合成过程,金属有机框架材料可以通过合理调控自发地衍生出多种功能性的结构如多孔碳材料、金属氧化物及其复合材料等,这些衍生结构也能继承金属有机框架材料很多的优点并表现出新颖性。金属有机框架材料及其衍生结构往往具有多孔性、高比表面积、结构可调性强等优点,都能在气体吸附分离、催化和能源储存及转化等方面有着非常广泛的应用。本文致力于研究新型金属有机框架材料以及其衍生结构的制备与结构表征,并详细地研究了衍生结构作为能源储存材料方面的应用。我们成功制备出了新型的双金属有机框架材料Ni(Ⅱ)-MOF-5以及棒状的稀土铈金属有机框架材料Ce-BTC,特别是首次报道了利用溶剂热法制备出了微米级棒状Ce-BCT(ST)。同时,我们利用双金属有机框架材料Ni(Ⅱ)-MOF-5简单地制备出两种多孔复合材料Ni@C;而且我们还以两种棒状的Ce-BTC作为前驱体材料,两步焙烧法制备出同样具有棒状形貌的Ce02@C复合材料,该材料为CeO2基体中散布着部分石墨...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２－１剑桥晶体结构数据库（ＣＳＤ）从丨９７０年到２０１５年制备出的ＭＯＦｓ材料数??量统计图表Ｗ??

的孔隙率高、孔结构可控、比表面积大、化学性质稳定的ＭＯＦｓ材料。由剑??桥晶体结构数据库（ＣＳＤ）从１９７０年到２０１５年统计出的制备出的各种ＭＯＦｓ??材料数量趋势的图表（图２－１?），经统计目前合成出的ＭＯＦｓ材料有几万种［２］。??８０００－１??｜?７０００－??署?６０....

图２－２?ＭＯＦｓ通过金属和有机配体组成的一、二和三维结构示意图??

是芳香多酸或多碱）与金属离子自组装而成的配位聚合物，此类配位聚合物??经配位实体在一维结构延伸、同时具有两个或以上相互交联的连、环和螺旋，??或者经配体在二、三维延伸得到更多样的结构，示意图如图２－２。??ＩＩ）?２１）?３１）??图２－２?ＭＯＦｓ通过金属和有机配体组成的一、二....

图２－４?（ａ）具有次级结构单元［Ｚｎ４〇］６＋的立方拓扑结构的ＩＲＭＯＦ－１和（ｂ）其沿??ａ轴方向的晶体网格结构Ｗ??

辑拿Ｕ?ｆｆ??雜靠??图２－３具有相同的立方拓扑结构的ＩＲＭＯＦ－ｎ系列晶体Ｗ??图２－４?（ａ）具有次级结构单元［Ｚｎ４〇］６＋的立方拓扑结构的ＩＲＭＯＦ－１和（ｂ）其沿??ａ轴方向的晶体网格结构Ｗ??ＺＩＦｓ系列（Ｚｅｏｌｉｔｉｃｉｍｉｄａｚｏｌａｔｅ?Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ....

图２－３具有相同的立方拓扑结构的ＩＲＭＯＦ－ｎ系列晶体Ｗ??

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本文编号：3906922