改性金属有机骨架制备及性能研究

发布时间：2017-10-07 02:23

  本文关键词：改性金属有机骨架制备及性能研究

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【摘要】：金属有机骨架材料(MOFs)由于其易于制备,高的比表面积、多孔及结构可调等特点在气体存储,分离,催化和传感等领域有广泛的应用。近年来,随着MOFs材料的多样化,对于MOFs材料的改性问题成为研究的热点。本论文以MOFs材料的改性为研究核心,对MOFs材料进行非金属掺杂、沉积贵金属和负载有机超导体,获得催化传感性能较好的MOF改性材料。具体的研究内容与结论如下:(1)Zn O/C的制备及光催化性能研究:经氮气高温热处理得到的Zn O/C复合材料,保留了MOF-5原始形貌和高比表面积(390m2/g),获得催化性能优于P25和Nano Zn O的新型光催化材料。(2)Ag/Zn O/C的制备及光催化性能研究:氮气高温热处理后湿化学法载银得到Ag/Zn O/C复合材料。保留MOF-5的原始形貌和高的比表面积(232 m2/g),谢尔公式计算得到银颗粒的尺寸大约为30nm。光催化降解对比试验证明,Ag/Zn O/C复合材料的光催化降解效率优于Zn O/C、P25。周期性重复实验证明,Ag/Zn O/C复合材料具有较好的稳定性。(3)Ag/Zn O/C复合材料的湿敏传感性能研究:由于高温氮气氛处理MOF-5得到的Zn O/C保留高的比表面积,因此对水有一定的吸附性能。进行湿敏传感性能测试结果表明,Ag/Zn O/C具有一定的湿敏响应,但其信号不稳定,因此并非较好的湿敏材料。(4)改性Cu-BTC及湿敏性能研究:与Ag/Zn O/C复合材料相比,水热法合成Cu-BTC,在CH2Cl2/TCNQ中浸泡72h后得到TCNQ/Cu-BTC复合材料,保留Cu-BTC本身正八面体结构和高的比表面积。对水分子有很好的吸附性能,在ESPEC高低温湿热箱中进行测试,结果表明,TCNQ/Cu-BTC复合材料的电阻随湿度和温度的增加而降低,并具有较好的吸脱附可逆性。
【关键词】：金属有机骨架结构 改性 光催化 传感
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;TB33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-26
• 1.1 金属有机骨架材料MOFs10
• 1.2 金属有机骨架材料(MOFs)的研究进展10-12
• 1.3 金属有机骨架材料(MOFs)的构成12-13
• 1.4 金属有机骨架材料(MOFs)的合成13-16
• 1.4.0 扩散法13-14
• 1.4.1 微波合成法14
• 1.4.2 溶剂热法14-15
• 1.4.3 机械法15
• 1.4.4 电化学合成法15-16
• 1.5 金属有机骨架材料合成的影响因素16-17
• 1.5.1 金属离子与配体的摩尔比16
• 1.5.2 模板试剂和溶剂16-17
• 1.5.3 温度和pH值17
• 1.6 金属有机骨架材料的结构17-19
• 1.6.1 中心离子相同17-18
• 1.6.2 中心离子不同18-19
• 1.7 金属有机骨架材料的改性19-20
• 1.7.1 内嵌修饰19
• 1.7.2 配体后处理修饰19-20
• 1.8 金属有机骨架材料的应用20-22
• 1.8.1 金属有机骨架材料在储气方面的应用20
• 1.8.2 金属有机骨架材料在催化领域的应用20-22
• 1.8.3 金属有机骨架结构在传感领域的应用22
• 1.9 本文样品采用的检测方法22-23
• 1.9.1 比表面积测试方法22
• 1.9.2 X射线衍射分析测试方法22-23
• 1.9.3 扫描电子显微镜分析测试方法23
• 1.9.4 紫外-可见吸收光谱分析测试方法23
• 1.10 本论文研究的目的和主要内容23-26
• 2 ZnO/C复合材料的制备及光催化性能研究26-34
• 2.1 引言26-27
• 2.2 实验部分27-28
• 2.2.1 实验试剂27
• 2.2.2 表征仪器27-28
• 2.2.3 实验过程28
• 2.3 光催化材料结构性能对比性分析28-33
• 2.3.1 X射线衍射(XRD)图谱分析29-30
• 2.3.2 扫描电镜(SEM)和X射线能量色散图谱(EDS)分析30
• 2.3.3 比表面积测试分析30-31
• 2.3.4 紫外-可见漫反射吸收光谱分析31
• 2.3.5 光催化性能评价31-32
• 2.3.6 光催化降解机理分析32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 3 Ag/ZnO/C复合材料的制备及光催化性能研究34-44
• 3.1 引言34
• 3.2 实验部分34-35
• 3.2.1 实验试剂34
• 3.2.2 实验仪器34
• 3.2.3 Ag/ZnO/C复合材料的制备34-35
• 3.3 载银先后顺序不同获得Ag /ZnO/C复合光催化剂的分析35-41
• 3.3.1 X射线衍射(XRD)图谱分析35-36
• 3.3.2 扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散光谱(EDS)分析36-37
• 3.3.3 比表面积测试结果分析37-38
• 3.3.4 紫外-可见(UV-vis)漫反射光谱38-39
• 3.3.5 样品的光催化性能测试39-41
• 3.3.6 光催化机理分析41
• 3.4 结论41-44
• 4 Ag/ZnO/C的湿敏传感性能测试44-48
• 4.1 引言44
• 4.2 实验部分44-45
• 4.2.1 实验试剂44
• 4.2.2 表征仪器44
• 4.2.3 测试仪器44
• 4.2.4 湿敏传感器件制备44-45
• 4.2.5 湿敏传感测试45
• 4.3 Ag/ZnO/C的湿敏传感性能测试结果分析45-46
• 4.4 小结46-48
• 5 Cu-BTC的湿敏传感性能研究48-56
• 5.1 引言48
• 5.2 实验部分48-49
• 5.2.1 实验试剂48
• 5.2.2 实验仪器48
• 5.2.3 TCNQ/Cu-BTC复合材料的湿敏传感性能研究48-49
• 5.2.4 湿敏传感器件的制备49
• 5.2.5 湿敏传感测试49
• 5.3 金属有机骨架Cu-BTC及TCNQ/Cu-BTC的性能分析49-55
• 5.3.1 X射线衍射(XRD)分析49-50
• 5.3.2 扫描电镜(SEM)分析50-51
• 5.3.3 比表面积测试结果分析51
• 5.3.4 红外光谱(IR)结果分析51
• 5.3.5 样品的湿敏传感性能测试51-54
• 5.3.6 湿敏传感原理分析54-55
• 5.4 结论55-56
• 6 结束语56-58
• 6.1 结论56-57
• 6.2 本论文存在的主要不足57-58
• 参考文献58-66
• 作者攻读学位期间发表学术论文清单66-68
• 致谢68

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