多级孔金属有机框架/聚合物复合材料的制备和催化性能研究

发布时间：2024-12-03 22:41

　　金属有机框架具有比表面积高、孔道高度有序且可调和化学稳定性等优点,受到了国内外科研工作者的广泛关注,在催化、传感、气体分离等领域得到了广泛的应用。但由于其较小的孔径以及可加工性和水稳定性较差,金属有机框架在实际应用中仍存在较大的阻力。虽然这方面的工作取得了一定的成绩,但目前仍然处于初步研究阶段,开发一种较为通用且简便的方法实现孔径调控、易加工型以及对水稳定性等方面仍然存在较大的挑战。本论文基于界面纳米组装的原理,以金属有机框架纳米颗粒为研究对象,开发系列简单有效的方法制备多级孔金属有机框架/聚合物复合材料,并研究其加工性、水稳定性与多相催化性能,主要研究内容如下:(1)开发了一种界面纳米组装/乳液聚合方法,同时实现金属有机框架复合材料的多级孔结构和易加工性。此方法可以适用于不同种类的金属有机框架纳米颗粒,包括稳定的ZIF-8、UiO-66、Cr-MIL-101和湿敏的HKUST-1。以ZIF-8为例,多级孔ZIF-8/PS复合材料的大孔尺寸随着加入ZIF-8纳米颗粒的量增加从28.5 μm减小到6 μm。聚合前乳液的流体特性使得复合材料具有简单可加工性,可塑造成长多粗细不同的圆柱型、球型...

【文章页数】：65 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 金属有机框架材料的简介
        1.2.1 金属有机框架材料的结构
        1.2.2 金属有机框架材料的特点
        1.2.3 金属有机框架材料在多相催化方面的应用
    1.3 影响金属有机框架催化性能的因素
        1.3.1 孔结构
        1.3.2 稳定性
    1.4 多级孔金属有机框架(MOFs)的构建
        1.4.1 配体交换法
        1.4.2 化学刻蚀法
        1.4.3 硬模板法
        1.4.4 软模板法
    1.5 金属有机框架水稳定性的研究进展
    1.6 本论文的研究背景和研究内容
        1.6.1 选题背景
        1.6.2 研究内容
第二章 基于界面纳米组装/聚合的多级孔金属有机框架/聚合物复合材料的制备和易加工性研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 金属有机框架纳米颗粒的制备
        2.2.2 多级孔金属有机框架/聚合物复合材料的制备
        2.2.3 催化性能研究
        2.2.4 表征与方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 多级孔金属有机框架/聚合物复合材料的制备与表征
        2.3.2 多级孔复合材料连续相孔径以及大孔孔径的调节
        2.3.3 多级孔金属有机框架/聚合物复合材料的磁功能化
        2.3.4 多级孔金属有机框架/聚合物复合材料的机械性能研究
        2.3.5 多级孔金属有机框架/聚合物复合材料的易加工性能研究
        2.3.6 界面纳米组装/聚合法拓展性研究: 不同种类多级孔金属有机框架/聚合物复合材料的制备
        2.3.7 多级孔ZIF-8/PS复合材料应用于催化Knoevenagel缩合反应
    2.4 小结
第三章 基于界面纳米组装/聚合的疏水性多级孔金属有机框架/聚合物复合材料的制备和水稳定性研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 金属有机框架纳米颗粒的制备
        3.2.2 多级孔金属有机框架/聚苯乙烯复合材料的制备
        3.2.3 多级孔金属有机框架/聚苯乙烯复合材料的催化性能研究
        3.2.4 表征与分析详见2.2.4
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 多级孔HKUST-1/聚苯乙烯复合材料的制备与表征
        3.3.2 多级孔HKUST-1/聚苯乙烯复合材料的水稳定性研究
        3.3.3 多级孔Fe-MIL-101/聚苯乙烯复合材料的制备与表征
        3.3.4 多级孔Fe-MIL-101/聚苯乙烯复合材料的水稳定性研究
        3.3.5 多级孔HKUST-1/聚苯乙烯复合材料在催化Knoevenagel缩合反应方面的应用
    3.4 小结
结论
参考文献
附录A 攻读硕士期间所发表的学术论文目录
致谢



本文编号：4014257