明胶/金属有机框架物复合薄膜的制备及应用研究
发布时间：2024-06-01 17:25
金属有机框架物(Metal-organic frameworks, MOFs)薄膜作为一种新型多孔薄膜材料,具有高的孔隙率和好的化学稳定性的特点,使其在吸附分离、催化反应、药物载体和光学材料等许多领域具有较好的应用前景。但是,当前MOFs薄膜的制备存在异质成核困难、基底结合性差、使用昂贵有机溶剂等问题。而明胶作为一种价格低廉、含量丰富的纤维蛋白质,已经被广泛应用于组织工程、药物传导及功能薄膜等领域。基于以上问题,本研究以氢氧化锌、氢氧化铜纳米结构作为金属源,利用明胶在常温下制备出多孔的金属有机框架物／明胶复合薄膜,并研究了明胶／金属有机框架物复合薄膜在多方面的应用。首先,这是一种新型的制备金属有机框架物种子的方法,并利用该方法在PVDF中空纤维上的制备MOFs薄膜并用于液体分离,最后利用这种多孔的明胶／金属有机框架物复合薄膜作为前驱体,制备出了自支持多孔氮掺杂的碳薄膜。具体内容如下：1、首先利用明胶／氢氧化锌纳米线复合薄膜作为前躯体,常温下制备多孔的明胶/ZIF-8复合薄膜,生长在明胶层中的ZIF-8晶粒表现出与基底良好的结合性能,这是一种新型制备种子的方法,能耗小,操作简单,基底无需...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 金属有机框架物材料
1.2.1 金属有机框架材料的分类
1.2.2 金属有机框架材料的特性及应用
1.2.3 金属有机框架薄膜材料的制备
1.3 明胶的性质及其应用
1.3.1 明胶材料的性质
1.3.2 明胶材料的应用
1.4 金属有机框架物复合材料
1.4.1 金属有机框架物复合材料的分类
1.4.2 金属有机框架物复合材料的合成策略
1.5 本文的研究意义和内容
第二章 实验方案和样品表征
2.1 实验试剂与设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.2 材料表征
2.2.1 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)
2.2.2 X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)
2.2.3 氮气体吸附比表面积测试(Brunauer Emmett Teller BET)
2.2.4 傅里叶转换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FT-IR)
2.2.5 拉曼光谱(Raman)
2.2.6 X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)
2.2.7 热重分析(Thermogravimetric Analysis,TGA)
2.3 性能测试
2.3.1 气体分离测试
2.3.2 超级电容器性能测试
2.3.3 液体分离测试
第三章 明胶层中ZIF-8种子的制备及其性能研究
3.1 引言
3.2 利用明胶层ZIF-8薄膜的制备
3.2.1 明胶层中ZIF-8种子的制备
3.2.2 致密连续ZIF-8薄膜的制备
3.3 ZIF-8薄膜的表征及基底结合性的研究
3.3.1 ZIF-8薄膜的表征
3.3.2 ZIF-8薄膜与基底结合性能的研究
3.4 不同因素对ZIF-8薄膜的影响研究
3.4.1 不同明胶比例对ZIF-8薄膜的影响
3.4.2 不同氢氧化锌纳米线的用量对ZIF-8薄膜的影响
3.5 此方法普适性的研究
3.5.1 适用于不同基底的研究
3.5.2 适用于不同MOFs材料的研究
3.6 气体分离性能的研究
3.6.1 不同制备条件的薄膜气体分离性能比较
3.6.2 气体分离稳定性的研究
3.7 本章小结
第四章 PVDF中空纤维管上ZIF-8薄膜的制备及液体分离性能的研究
4.1 引言
4.2 PVDF中空纤维管上ZIF-8薄膜的制备
4.2.1 利用明胶层在PVDF中空纤维管上ZIF-8种子的制备
4.2.2 致密连续ZIF-8薄膜的制备
4.3 PVDF中空纤维管上ZIF-8薄膜的表征
4.4 不同因素对ZIF-8薄膜的影响研究
4.4.1 不同明胶比例对ZIF-8薄膜的影响
4.4.2 不同抽滤时间对ZIF-8薄膜的影响
4.5 不同制备方法的研究
4.6 液体分离性能的研究
4.6.1 对染料RhB分离性能的研究
4.6.2 对离子[Fe(CN)6]3-分离性能的研究
4.6.3 内壁生长的ZIF-8薄膜的分离性能的研究
4.7 本章小结
第五章 以明胶/HKUST-1为前驱体制备自支持多孔氮掺杂碳薄膜及其电容性能的研究
5.1 前言
5.2 自支持多孔氮掺杂碳薄膜的制备
5.2.1 多孔明胶/HKUST-1复合薄膜的制备
5.2.2 自支持多孔氮掺杂碳薄膜的制备
5.3 多孔明胶/HKUST-1复合薄膜的表征
5.4 自支持多孔氮掺杂碳薄膜的表征
5.5 自支持多孔氮掺杂碳薄膜的超级电容器性能
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间发表的论文与取得的其他研究成果
本文编号：3986225
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 金属有机框架物材料
1.2.1 金属有机框架材料的分类
1.2.2 金属有机框架材料的特性及应用
1.2.3 金属有机框架薄膜材料的制备
1.3 明胶的性质及其应用
1.3.1 明胶材料的性质
1.3.2 明胶材料的应用
1.4 金属有机框架物复合材料
1.4.1 金属有机框架物复合材料的分类
1.4.2 金属有机框架物复合材料的合成策略
1.5 本文的研究意义和内容
第二章 实验方案和样品表征
2.1 实验试剂与设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.2 材料表征
2.2.1 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)
2.2.2 X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)
2.2.3 氮气体吸附比表面积测试(Brunauer Emmett Teller BET)
2.2.4 傅里叶转换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FT-IR)
2.2.5 拉曼光谱(Raman)
2.2.6 X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)
2.2.7 热重分析(Thermogravimetric Analysis,TGA)
2.3 性能测试
2.3.1 气体分离测试
2.3.2 超级电容器性能测试
2.3.3 液体分离测试
第三章 明胶层中ZIF-8种子的制备及其性能研究
3.1 引言
3.2 利用明胶层ZIF-8薄膜的制备
3.2.1 明胶层中ZIF-8种子的制备
3.2.2 致密连续ZIF-8薄膜的制备
3.3 ZIF-8薄膜的表征及基底结合性的研究
3.3.1 ZIF-8薄膜的表征
3.3.2 ZIF-8薄膜与基底结合性能的研究
3.4 不同因素对ZIF-8薄膜的影响研究
3.4.1 不同明胶比例对ZIF-8薄膜的影响
3.4.2 不同氢氧化锌纳米线的用量对ZIF-8薄膜的影响
3.5 此方法普适性的研究
3.5.1 适用于不同基底的研究
3.5.2 适用于不同MOFs材料的研究
3.6 气体分离性能的研究
3.6.1 不同制备条件的薄膜气体分离性能比较
3.6.2 气体分离稳定性的研究
3.7 本章小结
第四章 PVDF中空纤维管上ZIF-8薄膜的制备及液体分离性能的研究
4.1 引言
4.2 PVDF中空纤维管上ZIF-8薄膜的制备
4.2.1 利用明胶层在PVDF中空纤维管上ZIF-8种子的制备
4.2.2 致密连续ZIF-8薄膜的制备
4.3 PVDF中空纤维管上ZIF-8薄膜的表征
4.4 不同因素对ZIF-8薄膜的影响研究
4.4.1 不同明胶比例对ZIF-8薄膜的影响
4.4.2 不同抽滤时间对ZIF-8薄膜的影响
4.5 不同制备方法的研究
4.6 液体分离性能的研究
4.6.1 对染料RhB分离性能的研究
4.6.2 对离子[Fe(CN)6]3-分离性能的研究
4.6.3 内壁生长的ZIF-8薄膜的分离性能的研究
4.7 本章小结
第五章 以明胶/HKUST-1为前驱体制备自支持多孔氮掺杂碳薄膜及其电容性能的研究
5.1 前言
5.2 自支持多孔氮掺杂碳薄膜的制备
5.2.1 多孔明胶/HKUST-1复合薄膜的制备
5.2.2 自支持多孔氮掺杂碳薄膜的制备
5.3 多孔明胶/HKUST-1复合薄膜的表征
5.4 自支持多孔氮掺杂碳薄膜的表征
5.5 自支持多孔氮掺杂碳薄膜的超级电容器性能
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间发表的论文与取得的其他研究成果
本文编号：3986225
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