基于自组装和电泳辅助的金属有机框架膜层制备方法的研究
发布时间：2021-08-15 10:07
金属有机框架材料（Metal-organic frameworks,MOFs）,也叫多孔配位聚合物（Porous coordination polymer,PCP）,是由金属离子或离子簇和有机配体在溶液中通过配位作用形成的结晶性多孔材料。MOF材料因其较高的比表面积、规则可调的孔径、化学可裁剪性以及优秀的化学与热稳定性等优点,被广泛应用于气体存储/分离、化学传感、药物递送以及催化等领域。在过去的十几年中,研究者们在MOF材料的合成、形貌/尺寸调控、膜层制备等多个方面进行了大量研究。相对于MOF材料的粉末形式,MOF膜层能在气体分离、化学传感等应用中展现出更优良的性能。到目前为止,已经发展了诸多MOF膜层的制备方法,这些方法大体上可以分为非原位法和原位法。本论文针对MOF膜层制备方法中存在的两个基础科学问题,即MOF膜层非原位制备中单分散MOF晶体到有序膜层的自组装以及原位制备中对于MOF膜层在基底上的限域成核和生长的控制,提出了相应的原创性解决思路,在合理的实验设计以及MOF材料体系选择基础上,通过系统性的实验研究,1)揭示了决定单分散MOF晶体到有序膜层自组装中的关键因素和2)证实....
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２ＩＲＭＯＦ系列晶体结构示意图（图中黄色小球代表的是在不碰到框架结构的??条件下，能够填满空腔的最大ｖｄＷ小球）［２２］
其它ＭＯＦ材料的热分解温度（３５０－４００°Ｃ）。此外，实验证明ＵｉＯ系列材??料还具有优良的化学和高压稳定性。Ｌｉｌｌｅｒｕｄ等人利用后改性策略（Ｐｏｓｔ－ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ??ｓｔｒａｔｅｇｙ），通过使用具有不同官能团的有机配体（ＮＨ２－ＢＤＣ，Ｎ０２－ＢＤＣ以及Ｂｒ－??ＢＤＣ），得到了?ＵｉＯ－６６的衍生物卩４］。优秀的性质使得ＵｉＯ系列材料在气体存储??［２４，?２５］和催化［２６，?２７］方面有着广泛的应用。??（ａ）?（ｂ）?ｊＫ．?．?（ｃ）ｊｊＪＤ??ｆｚ?Ｗ??图１－３?（ａ）金属铜的晶胞。按比例绘制的ＵｉＯ系列材料的晶体结构：（ｂ）?ＵｉＯ－??６６，１，４－对苯二甲酸（ＢＤＣ）为配体；（ｃ）?ＵｉＯ－６７，?４，４’－联苯二甲酸（ＢＰＤＣ）为??配体；（ｄ）?ＵｉＯ－６８，三苯基二甲酸（ＴＰＤＣ）为配体［２３］。??１．２．１?＿３?ＰＣＮ?系歹１Ｊ??ＰＣＮ系列的ＭＯＦ材料最早是由Ｚｈｏｕ等人合成出来的。这类材料主要是由??＜：１１２＋、＜：〇２＋等金属离子与均苯三甲酸（８丁０、２，４，６－三（４－羧基苯基）－１，３，５－三嗪??（ＴＡＴＢ）等配体合成的［２９］。ＰＣＮ系列材料通常含有多个立方八面体纳米孔笼，??并在空间上形成孔笼－孔道状的拓扑结构。这类材料中最具有代表性的是ＨＫＵＳＴ－??１，是由香港科技大学（Ｈｏｎｇ?Ｋｏｎｇ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?ｏｆ?Ｓｃｉｅｎｃｅ?ａｎｄ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，?ＨＫＵＳＴ）??的Ｃｈｕｉ等人在１９９９年首次合成并命名的［３０］。ＨＫＵＳＴ－１由Ｃｕ２＋和ＢＴＣ配位得??到，其化学式为［Ｃｕ３（ＢＴＣ）２（Ｈ２〇）３］ｎ。ＨＫＵＳＴ－１的构筑基元由两个Ｃ
第一章绪论?基于自组装和电泳辅助的金属有机框架膜层制备方法的研宄??的活性金属位点。这些优点使得ＭＩＬ系列材料在氢能储存［３８］、气体吸附与分离??［３９］、催化［３９，?４０］及药物递送［４２］等多个方面有着广泛的应用。??１６．８３?Ａ??１９．６９?Ａ??＊?？?？．?？??ｖ??丫?丫?－Ｈ＾Ｏ?，．人、??７８５Ａ二：＜?Ｘ?＞：?｜３〇４八??？／．Ｖ－?／．Ｖ＊?＂?＋Ｈ〇?、、、，？？?，，??、一??图１－５?ＭＩＬ－５３呼吸效应示意图［３５］。??１．２．２?ＺＩＦ?系歹＇Ｊ??ｍｍｍ??驪麗徽??？＃＃?ｅｉ？??图１－６?ＺＩＦ系列材料的晶体结构示意图［４４］。??Ｚ１Ｆ系列材料又称为类沸石咪唑骨架材料，是由Ｚｎ２＋和Ｃｏ２＋与咪唑类（ＩＭ）有??机配体配位形成的具有类沸石结构的ＭＯＦ材料。２００６年，在Ｈｕａｎｇ等人首先报??道了具有沸石构型的Ｚｎ（ＩＩ）－ＩＭＭＯＦ后［４３］，?Ｙａｇｈｉ等人成功制备了一系列ＺＩＦ材??料（ＺＩＦ－１到ＺＩＦ－１２）并对其中两种具有代表性的ＺＩＦ材料（ＺＩＦ－８和ＺＩＦ－１１）进??行了气体吸附、热稳定性和化学稳定性研究［４４］。研究表明，ＺＩＦ材料具有优秀的??比表面积（１８１０ｍ２／ｇ）、热稳定性（热分解温度达５５０°Ｃ）及化学稳定性。在ＺＩＦ??材料结构中，金属中心与咪唑配体上的Ｎ原子配位，使得整个结构呈电中性。五??元咪唑环作为金属中心的桥接单元，通过环上１，３－位的Ｎ原子与金属中心配位，??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Luminescent nanoscale metal–organic frameworks for chemical sensing[J]. Xiao-Yan Ren,Le-Hui Lu. Chinese Chemical Letters. 2015(12)
本文编号：3344347
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２ＩＲＭＯＦ系列晶体结构示意图（图中黄色小球代表的是在不碰到框架结构的??条件下，能够填满空腔的最大ｖｄＷ小球）［２２］
其它ＭＯＦ材料的热分解温度（３５０－４００°Ｃ）。此外，实验证明ＵｉＯ系列材??料还具有优良的化学和高压稳定性。Ｌｉｌｌｅｒｕｄ等人利用后改性策略（Ｐｏｓｔ－ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ??ｓｔｒａｔｅｇｙ），通过使用具有不同官能团的有机配体（ＮＨ２－ＢＤＣ，Ｎ０２－ＢＤＣ以及Ｂｒ－??ＢＤＣ），得到了?ＵｉＯ－６６的衍生物卩４］。优秀的性质使得ＵｉＯ系列材料在气体存储??［２４，?２５］和催化［２６，?２７］方面有着广泛的应用。??（ａ）?（ｂ）?ｊＫ．?．?（ｃ）ｊｊＪＤ??ｆｚ?Ｗ??图１－３?（ａ）金属铜的晶胞。按比例绘制的ＵｉＯ系列材料的晶体结构：（ｂ）?ＵｉＯ－??６６，１，４－对苯二甲酸（ＢＤＣ）为配体；（ｃ）?ＵｉＯ－６７，?４，４’－联苯二甲酸（ＢＰＤＣ）为??配体；（ｄ）?ＵｉＯ－６８，三苯基二甲酸（ＴＰＤＣ）为配体［２３］。??１．２．１?＿３?ＰＣＮ?系歹１Ｊ??ＰＣＮ系列的ＭＯＦ材料最早是由Ｚｈｏｕ等人合成出来的。这类材料主要是由??＜：１１２＋、＜：〇２＋等金属离子与均苯三甲酸（８丁０、２，４，６－三（４－羧基苯基）－１，３，５－三嗪??（ＴＡＴＢ）等配体合成的［２９］。ＰＣＮ系列材料通常含有多个立方八面体纳米孔笼，??并在空间上形成孔笼－孔道状的拓扑结构。这类材料中最具有代表性的是ＨＫＵＳＴ－??１，是由香港科技大学（Ｈｏｎｇ?Ｋｏｎｇ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?ｏｆ?Ｓｃｉｅｎｃｅ?ａｎｄ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，?ＨＫＵＳＴ）??的Ｃｈｕｉ等人在１９９９年首次合成并命名的［３０］。ＨＫＵＳＴ－１由Ｃｕ２＋和ＢＴＣ配位得??到，其化学式为［Ｃｕ３（ＢＴＣ）２（Ｈ２〇）３］ｎ。ＨＫＵＳＴ－１的构筑基元由两个Ｃ
第一章绪论?基于自组装和电泳辅助的金属有机框架膜层制备方法的研宄??的活性金属位点。这些优点使得ＭＩＬ系列材料在氢能储存［３８］、气体吸附与分离??［３９］、催化［３９，?４０］及药物递送［４２］等多个方面有着广泛的应用。??１６．８３?Ａ??１９．６９?Ａ??＊?？?？．?？??ｖ??丫?丫?－Ｈ＾Ｏ?，．人、??７８５Ａ二：＜?Ｘ?＞：?｜３〇４八??？／．Ｖ－?／．Ｖ＊?＂?＋Ｈ〇?、、、，？？?，，??、一??图１－５?ＭＩＬ－５３呼吸效应示意图［３５］。??１．２．２?ＺＩＦ?系歹＇Ｊ??ｍｍｍ??驪麗徽??？＃＃?ｅｉ？??图１－６?ＺＩＦ系列材料的晶体结构示意图［４４］。??Ｚ１Ｆ系列材料又称为类沸石咪唑骨架材料，是由Ｚｎ２＋和Ｃｏ２＋与咪唑类（ＩＭ）有??机配体配位形成的具有类沸石结构的ＭＯＦ材料。２００６年，在Ｈｕａｎｇ等人首先报??道了具有沸石构型的Ｚｎ（ＩＩ）－ＩＭＭＯＦ后［４３］，?Ｙａｇｈｉ等人成功制备了一系列ＺＩＦ材??料（ＺＩＦ－１到ＺＩＦ－１２）并对其中两种具有代表性的ＺＩＦ材料（ＺＩＦ－８和ＺＩＦ－１１）进??行了气体吸附、热稳定性和化学稳定性研究［４４］。研究表明，ＺＩＦ材料具有优秀的??比表面积（１８１０ｍ２／ｇ）、热稳定性（热分解温度达５５０°Ｃ）及化学稳定性。在ＺＩＦ??材料结构中，金属中心与咪唑配体上的Ｎ原子配位，使得整个结构呈电中性。五??元咪唑环作为金属中心的桥接单元，通过环上１，３－位的Ｎ原子与金属中心配位，??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Luminescent nanoscale metal–organic frameworks for chemical sensing[J]. Xiao-Yan Ren,Le-Hui Lu. Chinese Chemical Letters. 2015(12)
本文编号：3344347
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