金属有机框架及其复合材料的制备与环境应用研究
发布时间：2024-03-05 04:39
金属有机框架(MOFs)是一类由有机连接单元连接无机单元(金属离子或簇)构筑的有机无机杂化晶态多孔材料。MOFs有序网络结构的多变性,可设计性、可修饰性、以及超大比表面积赋予了其巨大的应用价值,尤其是在环境应用领域引起了研究者的广泛关注。20世纪以来,MOFs在合成、晶体工程、功能和应用等方面都取得了巨大的进展。但是,以功能为导向的MOFs及其复合材料的绿色快捷设计合成策略的开发仍然是MOFs材料研究领域的热点。本论文结合MOFs现有宝贵研究成果,从设计具有环境应用价值的功能MOFs及其复合材料角度出发,以开发绿色环保,方便快捷的功能MOFs及其复合材料设计合成方法为主要目的,采用,溶剂热,合成后修饰以及绿色环保的固相热压工艺设计合成了一系列功能MOFs和含MOFs复合材料,并研究了制备材料在环境领域的应用,为MOFs功能化设计和加工成型提供了重要借鉴。主要研究成果如下:1.以设计合成对温室气体CO2具有特殊亲和力的MOF为目的,利用含吡唑和羧酸双功能基团的有机配体与七种镧系金属离子构筑了一系列孔道被NO3-未配位O原子...
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 金属有机框架概述
1.2 MOFs在环境领域的应用
1.2.1 MOFs用于环境污染物的检测分析
1.2.2 MOFs用于环境污染物的去除
1.3 合成后修饰功能化MOFs
1.3.1 合成后修饰有机功能化MOFs
1.3.2 合成后修饰金属功能化MOFs
1.4 含MOFs复合材料
1.4.1 MOF-杂多酸复合材料
1.4.2 MOF-有机聚合物复合材料
1.4.3 MOF-纤维复合材料
1.5 本论文的选题意义和研究成果
1.5.1 本论文的选题意义
1.5.2 本论文的主要研究成果
参考文献
第二章 微孔表面功能化MOF用于CO2的选择性吸附
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原料和试剂
2.2.2 仪器和设备
2.2.3 合成Ln-MOFs
2.2.4 晶体数据收集与精修
2.3 结果与讨论
2.3.1 晶体结构描述
2.3.2 X-射线粉末衍射和热重
2.3.3 气体吸附分离
2.3.4 主-客体作用研究
2.4 本章小结
参考文献
第三章 合成后修饰-SH功能化MOF用于水相中Hg(II)选择性吸附
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料和试剂
3.2.2 仪器设备
3.2.3 合成NH2-MIL-68(In)
3.2.4 合成SH-MIL-68(In)
3.2.5 重金属离子吸附实验
3.3 结果和讨论
3.3.1 合成
3.3.2 X-射线粉末衍射
3.3.3 红外光谱
3.3.4 元素分析
3.3.5 N2等温吸附-脱附曲线
3.3.6 p H对 Hg(II)吸附性能的影响
3.3.7 SH-MIL-68(In)对Hg(II)的选择性吸附
3.3.8 Hg(II)的等温吸附实验
3.3.9 Hg(II)的吸附动力学实验
3.3.10 Hg(II)的吸附机理
3.3.11 SH-MIL-68(In)的循环再利用性能
3.4 本章小结
参考文献
第四章 固相原位热压法制备POM@MOF复合材料作为高效可回收光催化剂
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料和试剂
4.2.2 仪器设备
4.2.3 合成MFM-300(In)
4.2.4 合成PW12@MFM-300(In)
4.2.5 光催化降解实验
4.2.6 电化学测试方法
4.2.7 Zeta电位测试
4.3 结果和讨论
4.3.1 合成
4.3.2 X-射线粉末衍射
4.3.3 红外光谱
4.3.4 N2等温吸附-脱附线
4.3.5 形貌表征
4.3.6 X-射线光电子能谱
4.3.7 光催化降解SMT
4.3.8 催化剂的稳定性和重复利用性能
4.3.9 催化机理
4.4 本章小结
参考文献
第五章 固相原位热压法自组装MOF作为纺织纤维紫外线防护涂层
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料和试剂
5.2.2 仪器设备
5.2.3 合成MFM-300(In)
5.2.4 合成MFM-300(In)@Textiles
5.2.5 色度测试
5.2.6 紫外线防护测试
5.2.7 静态接触角测试
5.2.8 纺织纤维透湿性测试方法
5.2.9 机械拉伸测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 合成
5.3.2 X-射线粉末衍射
5.3.3 形貌表征
5.3.4 红外光谱和X-射线光电子能谱
5.3.5 色度分析
5.3.6 紫外线防护性能
5.3.7 表面亲水性表征
5.3.8 柔性和稳定性
5.3.9 机械性能
5.4 本章小结
参考文献
第六章 固相原位热压法制备MOFs@Textiles复合材料作为高效柔性PM过滤薄膜
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 原料和试剂
6.2.2 仪器设备
6.2.3 合成MOFs@Textiles
6.2.4 PM过滤试验方法
6.2.5 机械拉伸测试
6.3 结果与讨论
6.3.1 合成
6.3.2 X-射线粉末衍射
6.3.3 形貌表征
6.3.4 元素分析
6.3.5 N2等温吸附-脱附曲线
6.3.6 红外光谱和拉曼光谱
6.3.7 MOFs@Textiles的 PM过滤性能
6.3.8 MOFs@Textiles的柔性和稳定性
6.3.9 机械性能
6.4 本章小结
参考文献
结论与展望
攻读博士学位期间取得的科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3919697
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 金属有机框架概述
1.2 MOFs在环境领域的应用
1.2.1 MOFs用于环境污染物的检测分析
1.2.2 MOFs用于环境污染物的去除
1.3 合成后修饰功能化MOFs
1.3.1 合成后修饰有机功能化MOFs
1.3.2 合成后修饰金属功能化MOFs
1.4 含MOFs复合材料
1.4.1 MOF-杂多酸复合材料
1.4.2 MOF-有机聚合物复合材料
1.4.3 MOF-纤维复合材料
1.5 本论文的选题意义和研究成果
1.5.1 本论文的选题意义
1.5.2 本论文的主要研究成果
参考文献
第二章 微孔表面功能化MOF用于CO2的选择性吸附
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原料和试剂
2.2.2 仪器和设备
2.2.3 合成Ln-MOFs
2.2.4 晶体数据收集与精修
2.3 结果与讨论
2.3.1 晶体结构描述
2.3.2 X-射线粉末衍射和热重
2.3.3 气体吸附分离
2.3.4 主-客体作用研究
2.4 本章小结
参考文献
第三章 合成后修饰-SH功能化MOF用于水相中Hg(II)选择性吸附
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料和试剂
3.2.2 仪器设备
3.2.3 合成NH2-MIL-68(In)
3.2.4 合成SH-MIL-68(In)
3.2.5 重金属离子吸附实验
3.3 结果和讨论
3.3.1 合成
3.3.2 X-射线粉末衍射
3.3.3 红外光谱
3.3.4 元素分析
3.3.5 N2等温吸附-脱附曲线
3.3.6 p H对 Hg(II)吸附性能的影响
3.3.7 SH-MIL-68(In)对Hg(II)的选择性吸附
3.3.8 Hg(II)的等温吸附实验
3.3.9 Hg(II)的吸附动力学实验
3.3.10 Hg(II)的吸附机理
3.3.11 SH-MIL-68(In)的循环再利用性能
3.4 本章小结
参考文献
第四章 固相原位热压法制备POM@MOF复合材料作为高效可回收光催化剂
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料和试剂
4.2.2 仪器设备
4.2.3 合成MFM-300(In)
4.2.4 合成PW12@MFM-300(In)
4.2.5 光催化降解实验
4.2.6 电化学测试方法
4.2.7 Zeta电位测试
4.3 结果和讨论
4.3.1 合成
4.3.2 X-射线粉末衍射
4.3.3 红外光谱
4.3.4 N2等温吸附-脱附线
4.3.5 形貌表征
4.3.6 X-射线光电子能谱
4.3.7 光催化降解SMT
4.3.8 催化剂的稳定性和重复利用性能
4.3.9 催化机理
4.4 本章小结
参考文献
第五章 固相原位热压法自组装MOF作为纺织纤维紫外线防护涂层
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料和试剂
5.2.2 仪器设备
5.2.3 合成MFM-300(In)
5.2.4 合成MFM-300(In)@Textiles
5.2.5 色度测试
5.2.6 紫外线防护测试
5.2.7 静态接触角测试
5.2.8 纺织纤维透湿性测试方法
5.2.9 机械拉伸测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 合成
5.3.2 X-射线粉末衍射
5.3.3 形貌表征
5.3.4 红外光谱和X-射线光电子能谱
5.3.5 色度分析
5.3.6 紫外线防护性能
5.3.7 表面亲水性表征
5.3.8 柔性和稳定性
5.3.9 机械性能
5.4 本章小结
参考文献
第六章 固相原位热压法制备MOFs@Textiles复合材料作为高效柔性PM过滤薄膜
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 原料和试剂
6.2.2 仪器设备
6.2.3 合成MOFs@Textiles
6.2.4 PM过滤试验方法
6.2.5 机械拉伸测试
6.3 结果与讨论
6.3.1 合成
6.3.2 X-射线粉末衍射
6.3.3 形貌表征
6.3.4 元素分析
6.3.5 N2等温吸附-脱附曲线
6.3.6 红外光谱和拉曼光谱
6.3.7 MOFs@Textiles的 PM过滤性能
6.3.8 MOFs@Textiles的柔性和稳定性
6.3.9 机械性能
6.4 本章小结
参考文献
结论与展望
攻读博士学位期间取得的科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3919697
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