金属有机框架及其钯基纳米复合材料在脱氢/加氢反应中的研究

发布时间：2021-08-16 00:10

　　随着工业发展需求的逐渐增加,越来越多的重要反应被发掘和改进,其中脱氢和加氢反应作为各类工业催化反应的重要组成基元,一直是研究的热点内容。多相催化作为工业催化的核心,在脱氢或加氢反应中的应用对于工业生产来说是尤为重要。目前已报道的用于脱氢和加氢催化反应中的多相催化剂种类繁多,其中,金属催化剂研究最为广泛。而金属催化剂催化的脱氢和加氢反应,通常需要高温高压,且反应过程不易控制,从而导致产物不够纯净,产率较低等问题。因此,开发高效的金属催化剂,实现温和条件下的转化是提高脱氢或加氢反应中产物纯度的有效方法。金属有机框架（metal-organic frameworks,MOFs）材料作为一种新型的有机无机多孔材料是由金属离子或金属簇单元与有机配体通过自组装形成。基于其多样性,可调节性,可修饰性以及高比表面积等优势,从发展至今,引起了广泛的关注和研究。MOFs作为一类高效的多相催化剂不仅具备多相催化剂可回收利用的优势,还具有可以与均相催化剂相媲美的催化效率。除此之外,基于MOFs的多样性和结构的灵活性,越来越多的MOF复合材料也被逐渐开发利用。其中,金属纳米颗粒（MNPs）/MOF是被广泛研究的... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：107 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１?ＭＯＦ材料的合成示意图??

?第一章绪论???晶胞结构［２８￣２９］。通过对该材料吸附性能和稳定性研宄发现，该材料具有较高的??比表面积和孔隙率，同时，可以在部分有机溶剂中，如二氯甲烷，甲苯等，保??持一定的稳定性。该ＭＯＦ材料便是大家所熟知的Ｍ０Ｆ－５，如图１．２所示。Ｍ０Ｆ－５??作为早期报道的ＭＯＦ之一，在ＭＯＦ发展史中具有重要的地位，是ＭＯＦ材料??中的明星材料。??图１．２ＭＯＦ－５的结构示意图??除了?Ｍ０Ｆ－５以外，在１９９９年，香港科技大学报道了首例具有裸露的金属??路易斯酸位点的ＭＯＦ材料，并命名为ＨＫＵＳＴ－ｌｌＭ。该材料是由金属Ｃｕ盐与??均苯三羧酸（ＢＴＣ）反应制得，其中，单晶结构分析显示在该材料中金属ＣＵ２簇是??双齿结构，周围与ＢＴＣ是４配位桥连，剩余的配位点是由水分子配位，以此获??得的有序多孔结构，如图１．３所示。同样，该材料也具有永久性孔洞和较高的??比表面积。具有稳定结构和永久性孔道的ＭＯＦ的报道为后期开发ＭＯＦ在催化??中的性能提供了重要的数据支持｜３１］。??图Ｉ．３ＨＫＵＳＴ－１的结构示意图??基于此，ＭＯＦ材料的发展开始引起更加广泛的兴趣，具有新结构的ＭＯＦ??研宄逐渐受到关注和推崇，越来越多的新型的ＭＯＦ材料被研宄开发，ＭＯＦ材??料发展得到稳定起步。??３??

??在各方面的应用。包括Ｏ．?Ｍ．?Ｙａｇｈｉ课题组报道的ＩＲ－ＭＯＦ系列，Ｇ．?Ｆ＾ｒｅｙ课题??组报道的ＭＩＬ系列，常用的ＵｉＯ系列，周宏才课题组报道的ＰＣＮ系列，以及??中山大学陈小明课题组ＭＡＦ系列和Ｙａｇｈｉ课题组报道的ＺＩＦ系列等。??多孔性和结构可调节性是ＭＯＦ非常重要的两种特性。Ｙａｇｈｉ教授课题组报??道了一系列不同孔径大小的同网格异构ＭＯＦｓ，即ＩＲ－ＭＯＦ系列［３２］。ＩＲ－ＭＯＦ??的合成与制备十分简单，但作为早期报道的ＭＯＦｓ它的发展具有重要的意义，??如图１．４所示。该类ＭＯＦｓ均是由金属Ｚｎ离子与羧酸配体配位得到。ＭＯＦ－５??作为组成最简单的ＩＲ－ＭＯＦ其配体是对苯二甲酸，随着配体中苯环个数的增加，??例如：联苯二羧酸，所得到的ＭＯＦｓ孔径大小也逐渐增加，不仅如此，配体对??苯二甲酸还可以含有多种取代基和官能团，例如，氨基取代基等。这充分体现??了?ＭＯＦｓ的结构可调节和可预测性，该系列ＭＯＦｓ的ＢＥＴ比表面积最高可达??６０００?ｍ２／ｇ?以上。??图１．４ＩＲＭＯＦ系列的结构示意图??发展具有高的热稳定性和化学稳定性的配位结构，一直是ＭＯＦ材料发展??中的重要目标。Ｍ［Ｌ系列的报道是近２０年稳定ＭＯＦ的发展中最独具一格的分??支。其中，Ｃｒ－ＭＩＬ－１０１是最为稳定的ＭＯＦ之一，于２００５年被报道，该ＭＯＦ??是由Ｃｒ３０簇和ＢＤＣ配体桥连而成，具有两种孔径大小（２．９ｎｍ和３．２ｎｍ）和??高的比表面积（ＢＥＴ可以达３０００ｍ２／ｇ），是重要的介孔ＭＯＦｌ３３］。该ＭＯＦ具有??稳定的刚性结构，在浓酸和强氧化性的酸中依然可以保持稳定性，如图］．５所??示。基于该特性还发展出了官能


本文编号：3345190