系列金属有机骨架材料的设计、制备及光催化分解水性能的研究

发布时间：2024-04-25 00:48

　　金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)材料是最近十几年来迅速发展起来的纳米结构材料,是以金属离子或金属氧团簇为连接点、有机配体为连接链,通过配位作用构成无限延伸的骨架结构,同时具有有机和无机材料的特性。MOFs是继沸石分子筛之外又一类重要的新型多孔材料,在催化、传感、储能和气体吸附分离等领域都已有广泛应用。另外,比表面积大、多孔、不饱和的金属位点以及结构与功能的多样性等特点,使得MOFs材料具有极大的研究潜力。能源短缺与环境污染是当今社会面临的两大危机,为了解决这两大危机,光催化技术应运而生。氢气是一种供能高且易运输的清洁燃料,故研究如何从水中获取氢气具有重要的意义。光催化分解水技术能借助催化剂、利用光能从而将水分解为氢气和氧气,是一种获得氢能的有效途径。因此,光催化分解水技术一直是光催化技术的研究热点,但相关研究主要集中于牺牲剂存在的条件下光解水产氢或产氧半反应,故光催化全分解水仍是一个具大的挑战。MOFs材料由可调控的金属节点以及有机配体组成,与传统意义上的半导体相比,具有比表面积大、有序的孔道结构以及结构与功能可调节等特性,这也决定了其在光催化...

【文章页数】：180 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１金属有机骨架（ＭＯＦｓ）材料组成示意图??

发展起来的一种三维纳米有序结构，具有三维的孔道结构，以金属离子或金属氧??化物团簇为连接点，以有机配体为连接链，通过配位作用构成无限延伸的３Ｄ骨??架结构（图１－１）。因此，ＭＯＦｓ同时具备有机和无机材料的特性，也是继沸石分??子筛外的又一类重要的新型多孔材料［１］，在催化、传感....

图１－２ＭＩＬ－４７（Ｖ）（左）和ＭＩＬ－１２５（Ｔｉ）（右）的结构示意图［９］??

配体中的苯环、吡啶环等进行桥连，进一步形成三维的网状骨架结构［８］。不同的??金属离子，由于其价态和配位数的不同，与相同有机配体组成的ＭＯＦｓ结构也是??不同的，如ＭＩＬ－４７（Ｖ）和ＭＩＬ－１２５（Ｔｉ）（图１－２）?［９］。同一种化学组成的ＭＯＦ，改??２??

图1-3MOFs材料的具体应用介绍示意图

选择性气体吸附分离??着社会对廉价、环境友好工业应用需求的日益增长，越来越多关于选择附分离的研宄正在进行当中。现阶段，对气体进行选择性吸附的工业方程度上依赖于低温技术、膜和吸附等技术手段。在基于吸附的分离手段吸附剂包括沸石［３３］、分子筛［３４］、碳纳米管［３５］、铝硅酸盐和硅胶....

图１－４?ＭＯＦ?ＰＣＮ－１３的配体结构和对ＣＯ、Ｈ２、Ｎ２和０２的吸附曲线［４５］??，ｓ，一

出了选择性吸附，可以用来进行气体分离［４６］。例如，Ｈｃｍｇ－ＣａｉＺｈ〇ｕ［４５：ｌ等制备了??基于９，１０－蒽二羧酸的超微孔ＭＯＦＰＣＮ－１３，通过测试其对ＣＯ、Ｈ２、Ｎ２和Ｏ２混??合气体的吸附曲线，发现ＰＣＮ－１３对〇２有选择性吸附作用（图１－４）。另外也有??研究证明，....

本文编号：3963752