以金属有机骨架化合物为前驱体煅烧制备规则孔径分布的介孔碳材料

发布时间：2017-08-05 23:18

  本文关键词：以金属有机骨架化合物为前驱体煅烧制备规则孔径分布的介孔碳材料

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【摘要】：自20世纪80年代C_(60)被发现以来,多孔碳材料一直是物理化学相关领域的研究热点。近年来,随着石墨烯、C_(60)、碳纳米管等纳米碳材料的研究逐渐进入到应用阶段,介孔多孔碳材料也开始越来越受到研究人员的关注。金属有机骨架化合物是指由金属或金属簇和有机配体通过配位键相结合形成的有机多孔框架结构。得益于金属有机框架化合物的多样性,以金属有机框架为前驱体在不同温度及气氛条件下高温加热可以得到不同的分解产物,其中包括多孔碳材料、类石墨烯材料、碳杂化纳米金属颗粒或金属氧化物等。研究表明高温加热多种MOF前驱体可以在较低温度下获得高质量的多孔碳材料。本论文根据现有的研究报道,尝试通过对MOF前驱体的设计来定向制备具有窄孔径分布的介孔碳材料。基本的实验策略为:1、利用建模方法设计具有一定金属/碳比例的新型MOF前驱体并通过电子显微技术获得晶体结构模型;2、借助原位高温电子显微分析技术得到优化的碳化温度;3、再通过管式炉按优化温度加热前驱体以获得实验设计产物。本论文依据上述策略,完成了一种新颖的锰萘四甲酸MOF的设计与合成;对Mn-ntcda进行电子衍射断层重构分析获得合理的结构模型;通过原位加热实验获得最优锻烧温度;最终成功获得了锰/碳壳层复合产物及具有窄孔径分布的介孔多孔碳材料。
【关键词】：金属有机框架化合物 透射电子显微镜 介孔碳材料
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-22
• 1.1 金属有机骨架化合物8-9
• 1.2 介孔碳材料9-11
• 1.3 以金属有机框架化合物为前驱体的煅烧产物11-12
• 1.4 透射电子显微镜在金属-有机框架材料上的应用12-16
• 1.4.1 三维电子衍射断层技术13-16
• 1.4.2 原位电子显微学16
• 1.5 本论文选题的目的、意义和内容16-18
• 1.5.1 选题的目的和意义16-17
• 1.5.2 论文研究内容17-18
• 参考文献18-22
• 第二章 MOF前驱体的设计合成及电子显微学分析22-36
• 2.1 引言22-23
• 2.2 实验部分23-24
• 2.2.1 实验所用药品和仪器23-24
• 2.2.2 实验条件24
• 2.3 结果与讨论24-34
• 2.3.1 Mn-ntcda的形貌及组分分析24-28
• 2.3.2 Mn-ntcda晶体结构分析28-31
• 2.3.3 Mn-ptcda的原位电子显微学分析31-34
• 本章小结34-35
• 参考文献35-36
• 第三章 Mn-ntcda碳化产物制备36-52
• 3.1 引言36
• 3.2 实验部分36-38
• 3.2.1 实验药品和仪器36-37
• 3.2.2 空气条件下样品制备37
• 3.2.3 氮气条件下样品制备37-38
• 3.3 结果与讨论38-49
• 3.3.1 空气条件下产物的结果及讨论38-42
• 3.3.2 氮气条件下产物的结果及讨论42-49
• 本章小结49-50
• 参考文献50-52
• 第四章 Mn-ntcda介孔碳材料的制备52-61
• 4.1 引言52-53
• 4.2 实验部分53
• 4.2.1 实验仪器53
• 4.2.2 实验步骤53
• 4.3 表征部分53-59
• 4.3.1 XRD表征53-55
• 4.3.2 氮气吸附-脱附实验55-56
• 4.3.3 高分辨电子显微（HRTEM）分析表征56-59
• 4.4 本章小结59-60
• 参考文献60-61
• 第五章 结论及展望61-62
• 作者简介及在学期间所获得的科研成果62-63
• 致谢63

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本文编号：627394