UiO系列MOFs后合成金属化衍生物在非均相催化中的应用

后合成金属化(post-synthetic metalation, PSM)是一种制备目标功能化金属有机框架(metal-organic frameworks, MOFs)催化材料的重要策略。UiO(University of Oslo)系列作为MOFs家族中重要的一员,所具备的较大开放性孔道和优异的结构稳定性,使其在催化领域具有重要的研究价值和应用潜力,与此同时,由线性二羧酸配体与六核锆簇次级结构单元(secondary building units, SBUs)构筑的模块化结构,为PSM提供了高度可调的平台。UiO框架上的PSM可在配体和金属SBUs这2个位置实施：配体上PSM可先通过选择含有金属锚定位(第二配位点)的配体直接构筑MOFs,或通过后合成配体修饰、交换手段,将金属锚定位引入MOFs中,再进一步实施金属化;SBUs的PSM利用金属簇中的氧原子作为金属锚定位。针对上述策略对UiO系列MOFs后合成金属化衍生材料的制备及在催化中的应用等相关工作进行了概述。     

锆基卟啉金属有机框架的合成和性质研究

卟啉广泛存在于自然界,因其优异的光物理和电化学性能而备受关注.然而,卟啉的不稳定性、自猝灭和水溶性差等固有缺陷限制了它在生物学领域的应用.近年来,在金属有机框架(MOFs)中引入卟啉分子或利用卟啉作为有机连接剂构建卟啉金属有机框架(PMOFs)成为研究焦点. PMOFs既可以克服卟啉的局限性,又兼具卟啉与MOFs各自的独特性.文章通过改变反应条件,合成了3种不同形貌特征的锆基卟啉金属有机框架PCN-224,这种材料不仅保持了卟啉在红光照射下产生单线态氧(¹O₂)的特点,还可作为药物载体,为PMOFs的结构调控和生物学应用提供了新思路.     

MOFs衍生的钴基催化剂在电解水应用中的研究进展

近年来,电催化分解水技术被广泛认为是最具有发展潜力的制氢技术.开发电化学性能优异的非贵金属材料是推动电催化获得实际应用的关键.基于金属有机骨架材料(MOFs)衍生的钴基金属催化剂由于具有结构可控、比表面积大、孔径可调等优点,在电催化分解水技术中引起了人们广泛关注.在此,介绍并讨论了以MOFs为模板/前驱体制备钴基电催化...     

改性PVDF-HFP基凝胶电解质的合成及锂金属电池性能研究

开发高质量的固态电解质,对制造新一代安全稳定的固态锂金属电池具有重要意义。以聚偏氟乙烯–六氟丙烯(polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, PVDF-HFP)为聚合物基体,引入MOF-808作为活性填料,采用溶液浇筑法制备了新型凝胶聚合物电解质。优化后的凝胶聚合物电解质在室温下的离子电导率高达3.21 mS/cm,电化学稳定窗口可达5.0 V、具有较高的Li^＋迁移数(0.63)、与锂金属具有良好的界面相容性。组装的磷酸铁锂全电池在0.5 C倍率下循环250次,容量保持率为86.7%。高性能凝胶聚合物电解质对提升锂金属电池的循环稳定性与安全性具有重要的应用价值。     

MOFs在钙钛矿太阳能电池中的应用

钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cells, PSCs)因其迅速发展的能量转换效率而备受关注.提高PSCs性能特别是稳定性仍是人们研究的热点.金属有机框架(Metal-organic frameworks, MOFs)因其高比表面积的孔隙结构、功能结构可设计性强等优点,被应用在钙钛矿太阳能电池中,表现出优异的性能.总结了MOFs在调控钙钛矿的结晶、钝化缺陷、提高载流子的迁移率和其他功能方面的研究,并提出了目前PSCs研究中MOFs存在的卡脖子问题及可优化的方向,对进一步提高MOFs在增强PSCs器件的效率和稳定性方面的价值具有重要意义.     

MOFs及MOFs复合材料在超级电容器中的应用

超级电容器(SCs)作为一种新型的储能装置,与传统的可充电电池相比,具有更快的充放电速率、更高的功率密度和更长的循环寿命,受到人们的广泛关注.拥有较大的比表面积、多样的组成结构和高度分散的金属活动中心等优势的金属有机骨架材料(MOFs),逐渐成为高性能电化学储能材料的研究热点.然而,MOFs直接作为SCs电极材料的使用仍面临着导电性差和机械、化学稳定性差的问题.在此,主要阐述MOFs及其复合物在超级电容器材料应用领域的研究进展,讨论MOFs基超级电容器的结构特征及其在电化学储能领域中展现出独特的性质和新颖的功能,说明MOFs构筑的超级电容器在新能源储存与转换领域发挥重要作用.最后,对MOFs基超级电容器实际应用进行分析与展望.     

MOFs材料在不对称催化中的应用

目前金属-有机框架（MOFs）材料已经在多个领域得到了发展,其中包括气体吸附、催化等方向.近年来,由于不对称催化的快速发展,手性MOFs材料在立体选择性催化中也得到了研究者们的广泛关注.手性MOFs材料具有很强的手性识别能力,并且由于有机配体的可修饰性,使MOFs材料具有更多的活性催化位点.文章详细介绍了手性MOFs材料的分类、合成思路,及其在不对称催化应用中的最新进展.     

浅谈水热合成法在晶体合成中的应用

通过介绍一些从事晶体合成工作的化学家们利用水热法合成的晶体,阐述了在合成金属有机框架化合物这个被越来越多的化学家们关注的研究方向里,水热合成法的重要应用价值。同时讨论了在水热合成法中,不同的反应条件可以使同一种有机配体构筑出结构不同的金属有机框架化合物,并且拥有不同的性质,这也充分说明了水热合成法在构筑金属有机框架化合物中具有广泛的应用范围和应用价值。     

卟啉MOFs材料应用于肿瘤治疗领域的研究进展

卟啉类化合物因其独特的物理和化学特性,在肿瘤治疗领域具有广阔的应用前景.但是卟啉类化合物存在水溶解性较差和易于自聚集等缺点,限制了其在肿瘤治疗上的广泛应用.而金属有机框架（MOFs）具有可调节孔径、可功能化修饰,以及生物相容性好等优点.因此,将卟啉作为有机连接体,结合金属簇构建卟啉MOFs材料,不仅可以克服卟啉类化合物固有的缺点,而且还能发挥MOFs的优异特性.文章综述了近年来卟啉MOFs材料的合成方法及其在肿瘤治疗方面的研究进展,同时探讨了其在肿瘤治疗领域的挑战.     

金属有机框架(MOFs)材料在生物富集中的应用

与传统无机多孔材料相比,金属-有机框架(Metal-organic frameworks,MOFs)材料孔径可调,具有更高的孔隙率,更大的比表面积,多样化的结构及功能等特点,因而已经被广泛应用于传感器、催化剂、气体吸附与分离、药物载体及控释等领域中。本文主要综述MOFs材料在生物富集中的应用,根据不同的富集机理,分别对低丰度肽、磷酸化肽和糖肽进行富集研究进展。在预富集过程中,总结了已应用的MOFs材料的种类和所具有的功能及其展现出的富集性能。     

MOFs衍生的复合材料电磁微波吸收性能研究进展

由于具有质量轻、比表面积高以及独特的多孔结构等特点,金属有机框架(metal organic frames,简称MOFs)材料被认为是潜在理想的功能纳米材料.通过改变金属离子、有机配体和合成方法,可以构建多种MOFs,由此衍生的复合材料广泛应用于电磁微波吸收领域.该文概述MOFs衍生的复合材料电磁微波吸收性能的研究进展,并展望提高MOFs衍生的复合材料电磁微波吸收性能的新途径.     

多金属氧酸盐基的化合物修饰电极研究进展

对多金属氧酸盐基的各类化合物修饰电极的研究近况进行了综述,分别介绍了多金属氧酸盐基的化合物修饰电极的制备方法及其电催化研究情况,并对其发展方向进行了展望。     

UiO-66及其衍生物对恩诺沙星装载能力的研究

主要利用对苯二甲酸、2-氨基对苯二甲酸、均苯四甲酸为原料合成出UiO-66、UiO-66-NH₂、UiO-66-（COOH）₂的三种金属有机框架（MOFs）材料.将恩诺沙星（Enr）装载到上述三种MOFs材料中,采用一锅煮法制备出Enr@UiO-66,Enr@UiO-66-NH₂和Enr@UiO-66-（COOH）₂,研究三种MOFs材料对Enr的装载能力.进而对材料进行荧光检测、X射线光电子能谱（XPS）、和热重分析（TGA）.通过对体外释放试验的上清液进行荧光检测,发现Enr@UiO-66-NH₂的释放效果随时间稳定增长,具有缓释效果.X射线光电子能谱（XPS）用于表征UiO-66-NH₂和Enr@UiO-66-NH₂纳米粒子的结构.由热重分析（TGA）可得出载药后的材料Enr@UiO-66、Enr@UiO-66-NH₂比相应非载药材料对热的稳定性较好,Enr@UiO-66的热稳定性最好.     

金属联吡啶/邻菲咯啉功能MOFs材料的合成与催化应用

联吡啶/邻菲咯啉（bpy/phen）类配体被广泛应用于金属配位的均相有机催化反应.将金属修饰的联吡啶/邻菲咯啉（M（bpy）/M（phen））活性中心固定在多孔载体中,可以有效提升催化效果,即拥有了均相催化剂的活性,也兼顾了主体材料的非均质性.文章综述了M（bpy）/M（phen）功能化金属有机框架（MOFs）的最新研究进展,并对以金属锆（Zr）为结点的具有三维拓扑结构的UiO-67型MOFs材料（MOF UiO-67）展开分析.文章详细介绍了这些多孔材料的合成方法,以及它们在热力学催化、光催化和电催化方面的催化性能.     

MOFs用于炔烃/烯烃高效分离的近期研究进展

传统的低碳烃气体分离技术能耗高,容易造成一定的环境压力,如低温蒸馏和溶剂萃取.此外,由于工业和技术的发展以及对产品更高的要求（如纯度）,传统的分离方法已无法满足需求.金属有机框架（MOFs）作为一类相对新颖的多孔有机-无机杂化材料,因其可控的拓扑结构和多样的化学微环境,在低碳烃分离和纯化领域受到广泛关注.文章概述了MOFs作为分离和纯化低碳烃气体吸附剂具有的特性,重点关注了MOFs材料在炔烃/烯烃气体分离领域的应用进展.     

TiO2修饰电极电催化研究及在有机电合成中的应用

结合研究工作，介绍了TiO2修饰电极的制备方法，间接电催化反应的机理，以及在有机电合成中的应用实例，并对TiO2修饰电极的电催化研究进展和应用前景作出综述．     

同构MOFs的荧光性能研究

利用溶剂热法合成了两例同构金属-有机框架(MOFs)化合物(FJU-40-H与FJU-40-NH₂),进行X射线粉末衍射及红外分析,探究了两例MOFs在不同溶剂分子、不同金属盐溶液和不同pH值溶液中的荧光性质.结果表明:羧酸配体上有无—NH₂的存在对MOFs的荧光性能有明显的影响,在水体系中,FJU-40-NH₂的荧光性能大大优于FJU-40-H.实验还发现:尽管Fe³⁺对该同构MOFs的荧光都有明显的淬灭作用,然而,利用FJU-40-NH₂的荧光淬灭效应可实现对Fe³⁺的传感检测,而FJU-40-H则不适宜.同构MOFs配体官能团的不同可导致其荧光性能的差异,这可为高性能传感器的构建提供思路.     

MOFs材料对室内挥发性有机物吸附和光催化降解的研究进展

金属有机骨架材料(MOFs)由于其高孔隙率、高比表面积和高度可调的物理化学结构在气体吸附领域受到广泛关注.与此同时MOFs的类半导体特性也使其成为了光催化领域内的研究热点.本文将MOFs的吸附与光催化两种作用过程结合讨论,提出MOFs材料基于两种作用协同去除室内低浓度挥发性有机污染物的优势.从修饰MOFs的方法分类,综...