金属有机骨架材料MIL-101的合成及CO吸附性能

采用水热法合成金属有机骨架材料MIL-101,并利用X线衍射(XRD)、低温N2吸附等测试手段对合成的材料进行表征。结果表明:制备的MIL-101的BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面积达到3 142 m2/g,孔容为1.78cm3/g。根据77 K下N2吸附等温线数据,采用巨正则蒙特卡洛法分析MIL-101的孔径分布,其分析结果与文献所报道的数据吻合。考察了CO、N2混合体系在MIL-101上的吸附性能,实验结果表明:MIL-101结构中不饱和金属Cr3+提供的活性位能从混合气体中高效吸附分离CO,而且对CO的吸附容量达到45.0 cm3/g(298 K,0.1 MPa),对CO的吸附容量约是NA吸附剂的2倍。     

金属有机框架材料MIL-101(Cr)的合成及其对烟酸的吸附

采用水热法合成了MIL-101(Cr)材料,并通过X-射线衍射法(X-ray diffraction, XRD)和红外光谱法(infrared spectroscopy, IR)确定了材料的结构,利用扫描电子显微(scanning electron microscope, SEM)技术及物理吸附技术表征了材料的形貌与孔结构。表征结果表明,所合成的MIL-101(Cr)材料具有物相单一、大小均匀、结构稳定的特点。同时研究了其对水溶液中烟酸的吸附行为,研究结果表明,MIL-101(Cr)对烟酸的吸附在20 min时即可达到平衡,且为准一级动力学过程,符合Langmuir吸附模型,最大吸附量为56.7 mg·g^-1,且17 mg MIL-101(Cr)吸附剂可实现20 mg·L^-1烟酸溶液中40%溶质的去除率。以上实验结果可为探究MIL-101(Cr)去除水中有机污染物提供参考。     

金属有机骨架MIL-101(Fe)吸附As(Ⅲ)的性能

以对苯二甲酸为有机配体,Fe(Ⅲ)为中心金属,采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料MIL-101(Fe),通过XRD,SEM对其结构进行了表征.用MIL-101(Fe)吸附溶液中的As(Ⅲ),考察了溶液pH值、反应时间、溶液浓度及温度对吸附的影响.结果表明:溶液pH对吸附影响明显,pH=9时,吸附效果最佳;MIL-101(Fe)对As(Ⅲ)的吸附速率较快,吸附过程符合拟二级动力学;等温吸附实验数据用Langmuir和TemKin模型拟合良好,303 K条件下,MIL-101(Fe)对As(Ⅲ)的最大吸附量为211.42 mg·g~(-1);热力学参数ΔG、ΔH均小于0,吸附过程为自发放热反应;MIL-101(Fe)的中心金属Fe与亚砷酸根的配位作用在吸附过程中起主要作用.     

酰胺类溶剂在合成MIL-101(Cr)中的作用

在现有制备MIL-101(Cr)的过程中需有复杂的后处理纯化步骤,原料不能被充分利用.为了简化后处理过程,本文采用水热法合成MIL-101(Cr),并根据对苯二甲酸易溶于酰胺类溶剂的特点,在合成过程中分别加入适量的酰胺类溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)和N,N-二甲基甲酰胺(DM...     

混合配体法合成氨基MIL-101(Cr)及其二氧化碳吸附和除湿性能

报道一种原位合成氨基功能化金属框架材料(Metal-Organic Framework,MOF)的方法.该方法采用混合配体使2-氨基对苯二甲酸部分替换金属有机骨架材料MIL-101(Cr)中的对苯二甲酸,以实现材料的氨基功能化.实验结果表明,对苯二甲酸是引导组装MIL-101框架时必不可少的成分,并且2-氨基对苯二甲酸在MOF框架中的含量可以通过化学计量比来调控.氨基功能化MIL-101(Cr)的比表面积大,热稳定性高,空气中分解温度高达300℃以上.氨基功能化MIL-101(Cr)的颗粒形貌和纯MIL-101(Cr)总体类似,但是颗粒表面变得粗糙.此外,该功能化材料还表现出优异的CO_2和水蒸气吸附能力:30℃4 MPa下,CO_2吸附量可达19 mmol·g~(-1),CO_2/N_2理想分离系数达16以上.还在常温下测试了其在密闭容器中对水蒸气的吸附性能,将湿度从71%降低至38%,可作为电力开关柜和端子箱等的潜在除湿装置.     

金属有机骨架MIL-96膜的制备和表征

采用反应晶种法在片式多孔α-Al2O3支撑体表面制备金属有机骨架MIL-96膜.采用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对MIL-96膜进行相结构和形貌表征,并考察膜的热稳定性和化学稳定性.在不同的操作温度下,对MIL-96膜的单组分气体H2、CH4、N2和CO2的渗透行为进行详细研究.结果表明:随着操作温度的升高,气体的渗透性呈现出微弱的先下降后上升的趋势,在130℃时渗透性最小,这主要源于MIL-96骨架的柔性.温度升高导致分子热运动加剧,不利于气体渗透;但当温度高于130℃时,MIL-96的柔性骨架受温度影响引起晶格震动,膜的有效孔径增加,从而气体渗透性增加.同时,H2与CH4、H2与N2、H2与CO2的理想选择性都稍有增加.     

铜和对苯二甲酸金属有机骨架材料绿色合成

采用以水为唯一溶剂的绿色路线合成了金属有机骨架(MOFs)材料.通过将羧酸类配体转化为水溶性铵盐配体,在水溶液中探索了金属有机骨架材料的绿色合成.以醋酸铜(Cu(OAc)2)和对苯二甲酸(H2BDC)甲胺盐在水溶液中反应,获得了化合物CuBDC-H2O.同时作为参照,以Cu(OAc)2和H2BDC在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和水的混合溶液中,获得了化合物CuBDC-DMF.通过粉末XRD、IR、SEM、TGA以及N2吸附测试等手段对两种产物进行了表征,结果显示经140℃真空热处理10h后,化合物CuBDC-DMF具有和在水溶液中直接获得的产物CuBDC-H2O相同的晶体结构及相似的性质,而且以水作为反应介质的新的合成路线具有便捷、快速、低成本及节约能源等特点.     

金属有机骨架材料的应用研究

金属有机骨架(MOFs)是由含氧、氮等的多齿有机配体(大多是芳香多酸和多碱)与过渡金属离子自组装而成的配位聚合物,本文对该材料在气体吸附、电化学、催化、载药材料等方面的应用进行了介绍。     

金属有机骨架材料的合成及吸附性能的研究进展

文中简要概述了金属有机骨架材料的合成方法,以及近年来关于金属有机骨架材料在吸附性能领域上的研究进展,并对其技术创新及应用前景进行展望.     

金属有机骨架材料成型的研究进展

金属有机骨架材料(MOFs)是由无机金属离子或离子簇与有机配体通过配位键自组装而成的有机-无机杂化多孔固体材料。一般采用水热或溶剂热法制备,产品为微米或亚微米尺度大小的晶体,不适宜于规模化工业应用,需要将其构建成成型体。由于MOFs材料组成上的特殊性,尚缺乏统一的普适性成型方法。本文综述了MOFs成型方法,主要包括共混成型法、原位生长法及高内相乳液法。根据固化方式及实验过程的不同,共混成型法又可分为溶胶-凝胶法、静电纺丝法;原位生长法可分为一步合成法、逐步法以及层叠层法。最后从负载量、适用范围、MOFs分散的均匀性以及成型前后对MOFs性质的影响等方面,对这几种成型方法进行比较,并对MOFs成型体制备的方法作出展望。     

纳米金属有机骨架化合物(NMOFs)的合成及其生物应用

纳米金属有机骨架化合物是在生物医药方面具有广泛潜在应用价值的配位聚合物.从纳米金属有机骨架化合物的合成方法、药物负载、表面修饰以及生物应用等方面介绍了国内外在这一领域的最新进展,并提出了今后需要关注的几个方面,具有一定的参考价值.     

基于β-环糊精的金属有机骨架材料的合成研究

采用蒸汽扩散法制备了新型的具有生物相容性的金属有机骨架化合物(Na-β-CD-MOFs),利用X-射线单晶衍射仪对Na-β-CD-MOFs结构进行检测并解析,分析表明该晶体属于单斜晶体,P21空间群,分子式为C₄₂H₇₆O₄₂Na,a=14.713 3(13)×10-10 m,b=15.314 8(13) ×10-10 m,c=15.016 9(13)×10-10 m,β=117.797(3)°,α=γ=90.000°,V=2 993.31(50) ×10-10 m³。然后通过XRD、SEM、FT-IR、TG进行表征,表明Na-β-CD-MOFs中保留了环糊精骨架,具有多孔道三维网状结构。     

合成金属有机(高分子)铁磁体

本文介绍了纯有机(高分子)磁体及金属有机(高分子)磁体的种类、结构和发展慨况,并概述了近年来我们所合成的常温稳定二茂铁型有机(高分子)铁磁体及其应用前景.     

Fe(Ⅲ)-多羧酸盐配合物光催化还原Cr(Ⅵ)

研究了在高压汞灯(300nm)光照下4种FeIII-多羧酸盐络合物(FeIII-柠檬酸,FeIII-草酸钠,FeIII-酒石酸钾,FeIII-EDTA)对CrVI的光还原试验,比较了它们光还原Cr(VI)的反应速率.具体研究了在FeIII-草酸钠体系中CrVI)的光还原.探讨了各种影响因素:初始pH值,FeIII、草酸盐、CrVI的初始浓度,以及FeIII∶草酸盐的配比,光照强度等对CrVI光还原的影响.结果表明:在不同光化学体系中光还原CrVI的速率在不加FeIII时,光还原CrVI的速率由大到小依次为:EDTA、草酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钾.在FeIII-多羧酸盐络合物体系中CrVI的光还原速率由大到小依次为FeIII-酒石酸钾、FeIII-EDTA、FeIII-柠檬酸钠、FeIII-草酸钠.在FeIII-草酸钠体系中CrVI的光还原速率随着pH值的增大而减小;随FeIII、草酸钠初始浓度的增加而增加,而随CrVI初始浓度的增加,光还原CrVI的速率是减少的.     

金属有机骨架MIL-100(Fe)担载CeO_2复合脱硝催化剂抗硫性能研究

在选择催化还原(selective catalytic reduction,SCR)反应中,SO_2对脱硝催化剂活性具有重要影响.通过浸渍法制备的金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)MIL-100(Fe)(materials of Institute Lavoisier,MIL)担载CeO_2的CeO_2/MIL-100(Fe)催化剂在250℃含有500×10~(-6) SO_2的条件下,对NO_x转化率在10h内可以稳定在91%以上,高于MIL-100(Fe)催化剂的83%.原位红外漫反射傅里叶变换谱实验结果表明,SO2会导致MIL-100(Fe)催化剂表面B酸性位上NH_4~+物种的吸附强度降低,由此导致了含硫SCR反应中NO_x转化率下降.CeO_2/MIL-100(Fe)催化剂中由于添加了CeO_2,有效地减弱了SO2对催化剂表面B酸性位上NH_4~+物种吸附强度的影响,提高了含硫条件下NO_x的转化率,增强了复合催化剂在SCR反应中的抗硫性能.     

基于四苯乙烯金属有机骨架材料的合成及其荧光传感应用

金属有机骨架是由金属离子或金属离子簇和有机配体通过自组装形成的具有多孔结构的特殊晶体材料,在储存气体与分离、不对称催化、化学传感等方面有着广阔的应用前景,其中具有聚集诱导发光效应的荧光MOFs材料更是引起了广泛的关注.文章对四苯乙烯基MOFs材料在离子识别、挥发性有机物检测、硝基芳族化合物识别和生物分子检测等领域的荧光传感应用进行了归纳和总结.     

二苯胺四羧酸配体构筑的新型锌金属有机骨架

金属有机骨架(metal organic frameworks, MOFs)材料作为一种新型的晶型多孔材料,已经被广泛地应用于催化、仿生、荧光、化学传感、气体吸附与分离等领域.通过溶剂热法合成了一新型的以二苯胺四羧酸(TDPC)为桥连配体,以双核锌为金属节点的锌金属有机骨架Zn-TDPC, [Zn1.33 (TDPC)...     

一种含Mn金属有机骨架材料的设计合成及碳化表征

以对苯二甲酸(H_2bdc)为配体,在溶剂热条件下与过渡金属离子Mn~(2+)进行组装反应。得到一种含Mn金属有机骨架材料(Mn_3(1,4-BDC)_3(μ-DMF)_2)。并对该材料进行了600℃-900℃的炭化处理。之后对其碳化产物进行了X射线衍射,扫描电子显微镜,热重,透射电镜等表征分析。     

聚乙烯亚胺改性MIL-101(Cr)及其吸附分离CH_4/CO_2特性

采用浸渍法将聚乙烯亚胺(PEI)负载到MIL-101(Cr)上。采用X线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热分析仪(TG)和N_2吸附-脱附对改性MIL-101(Cr)吸附剂进行表征。测试改性MIL-101(Cr)吸附剂在101.3 k Pa、25℃条件下对CO_2和CH_4的吸附量,分析PEI负载量和CO_2吸附量与改性MIL-101(Cr)吸附剂的孔径、孔容、比表面积的关系。结果表明:与未改性的MIL-101(Cr)相比,PEI负载量为3.0 mmol的改性MIL-101(Cr)吸附剂对CO_2的吸附量由74.6 cm3/g提升到114.3 cm~3/g,对CH_4的吸附量由11.8 cm~3/g降至8.0 cm~3/g,改性MIL-101(Cr)吸附剂大大提高了CO_2/CH_4的分离性能。改性MIL-101(Cr)吸附剂在80℃、533.12 Pa条件下处理即可完全脱附再生,循环5次对CO_2的吸附性能基本不变。