手性金属有机骨架复合材料用于识别萘普生对映体

目的 将手性配体引入金属有机骨架材料中用来合成手性复合材料L-His-MIL-101(Cr)@SiO_(2)@dSiO_(2)。将制备的L-His-MIL-101(Cr)@SiO_(2)@dSiO_(2)作为吸附剂,采用紫外分光光度法对萘普生对映体进行手性识别与检测。方法 制备手性复合材料L-His-MIL-101(Cr)@SiO_(2)@dSiO_(2),通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和圆二色谱等对其进行表征;使用紫外分光光度法检测萘普生对映体,考察了影响材料吸附效果的因素,并检测了实际水样中的萘普生对映体。结果 L-His-MIL-101(Cr)@SiO_(2)@dSiO_(2)对萘普生对映体的去除率差异可达26.0%。结论 该方法制备的手性金属有机骨架材料可用于环境样品中萘普生对映体的识别。

MXene/导电金属有机骨架(c-MOF)复合材料的制备及其超级电容器性能研究

为制备电化学性能优异的超级电容器电极材料,采用在MXenes (Ti2CTx)表面原位自组装导电金属有机骨架化合物(c-MOFs)的方法制备Ti2CTx/c-MOF复合材料。考察了Ti2CTx含量对复合材料形貌结构及电化学性能的影响。通过调节Ti2CTx分散液的浓度,来控制Ti2CTx基底的量,从而控制c-MOF在Ti2CTx表面上的生长高度,最终探究出Ti2CTx/c-MOF复合材料的最佳形貌结构。研究表明0.25-Ti2CTx/c-MOF复合材料电极,在0.5 A·g−1电流密度下具有171 F·g−1的质量比电容,约为相同条件下Ti2CTx的2.5倍,c-MOF的1.3倍,展现出优良的储能性能。同时,由该复合材料构建的对称超级电容器,在3 A·g−1的大电流密度下循环充/放电5000次后,比电容保持率为62%,具有良好的稳定性。以上研究为制备新型Ti2CTx/MOF复合材料提供了科学指导和理论依据。

金属有机骨架复合材料的合成及应用研究

为了提高金属有机骨架复合材料的吸附性,针对金属有机骨架复合材料的合成及应用展开研究。文章描述了金属有机骨架孔隙中负载离子液体,还分析了离子液体/金属有机骨架复合材料在吸附与萃取中、大气环境介质中以及水环境中的应用,通过相关研究可知,采用离子热合成法与后合成法制备离子液体/金属有机骨架复合材料,能够充分发挥离子液体与金属有机骨架比表面积大、孔径均匀、孔结构可调的优势,可为相关研究提供参考。

Co金属有机骨架模板制备NiCo水滑石/泡沫镍复合材料及电容性能

通过两步法先在泡沫镍(nickel foam,NF)上原位生长Co金属有机骨架(Co metal-organic framework,Co-MOF)纳米片阵列,再浸入不同浓度Ni^(2+)离子溶液刻蚀Co-MOF纳米片,在NF表面得到NiCo水滑石(NiCo layered double hydroxide,NiCo-LDH)。NiCo-LDH/NF继承了Co-MOF纳米片结构形成一级纳米片阵列,并在一级纳米片表面形成次级纳米片褶皱。在2 mmol Ni(NO_(3))2·6H_(2)O溶液中刻蚀得到的NiCo-LDH/NF表现出高容量、高倍率性能,在电流密度为5 mA·cm^(-2)时比电容为7 764.5 mF·cm^(-2),电流密度为20 mA·cm^(-2)时比电容为6 098.2 mF·cm^(-2),容量保持率为78.5%,在20 A·g^(-1)电流密度下经过5 000次长循环后,容量保持率为85.9%。与活性炭组装的混合电容器达到38.9 Wh·kg^(-1)的最大能量密度和8 000.0 W·kg^(-1)的最大功率密度。

用于高性能超级电容器的金属有机骨架衍生Co(OH)_(2)/C-N@GP纳米复合材料

本文报道一种制备β-Co(OH)_(2)/氮掺杂碳石墨烯纳米复合材料(Co(OH)_(2)/C-N@GP)的方法。首先,我们通过在含羧基的聚苯乙烯(PS)乙醇分散体中使Co(NO_(3))2·6H_(2)O与2-甲基咪唑反应,合成了ZIF-67/聚苯乙烯的复合材料。然后将ZIF-67/聚苯乙烯复合材料高温碳化,同时与硫代乙酰胺和石墨烯反应生成Co(SO_(4))_(2)/C-N@GP。最后,Co(SO_(4))_(2)/C-N@GP在KOH水溶液中浸泡以获得Co(OH)_(2)/C-N@GP纳米复合材料。所制备的Co(OH)_(2)/C-N@GP的扫描电镜图显示尺寸为10~20 nm的Co(OH)_(2)很好地分散在石墨烯上。电化学分析表明Co(OH)_(2)/C-N作为超级电容器的电极材料表现出典型的法拉第电荷转移行为,并且当石墨烯存在时,其比电容可显著增强。在2 mol·L^(-1)KOH中,Co(OH)_(2)/C-N@GP在2 A·g^(-1)下表现出985.4 F·g^(-1)的高比电容,1000次循环后的比电容保持率为76.6%。

金属有机骨架衍生纳米复合材料的制备及在光催化领域的应用

太阳能是一种重要的可持续能源,具有优异光学性能的材料是太阳能驱动光催化高效应用的关键。金属有机框架(MOFs)是生成嵌入多孔碳基质的金属、氧化物、硫化物或磷化物等不同纳米复合材料的极好平台。这些MOFs衍生的纳米复合材料具有高结晶度、继承的形态,可控的尺寸和可调的结构特性。本文综述了不同的合成方法,包括自模板法和外部模板法。系统综述了其在光催化水裂解制氢、光降解有机污染物和光催化二氧化碳减排等方面的应用研究进展。

金属有机骨架衍生材料在储能领域的研究进展

金属有机骨架化合物(MOFs)是一类由金属离子和有机配体组合而成的无机-有机杂化材料,具有复杂多孔结构。它们拥有高比表面积和孔隙率,引发了广泛的研究兴趣。MOFs及其衍生材料的独特结构特点赋予其卓越的储能性能。通过选择不同的前体和控制处理条件,可以调控材料的孔隙结构、表面积和化学组成,实现多样化的储能材料设计,在如储能、催化、传感器等领域具有巨大的应用潜力。本文综述了金属有机骨架衍生材料的类别及在储能领域的应用,并探讨了未来的发展前景和挑战,为创造高性能储能材料提供了有益的见解。

活性炭/金属有机骨架复合吸附材料的制备及其CH_(4)/N_(2)吸附分离性能研究

煤层气富含甲烷(CH_(4)),但井下抽采时会混入大量空气导致CH_(4)浓度低、利用难度大,因此富集提浓并高效利用低浓度煤层气的关键是实现CH_(4)与氮气(N_(2))的高效分离。以三水硝酸铜(Cu(NO_(3))_(2)•3H_(2)O)和异烟酸(HINA)为原料,通过逐步合成法制备了活性炭/金属有机骨架(AC/MOFs)复合吸附材料,通过X射线衍射、热重分析和扫描电子显微镜等进行了表征,并研究了气体吸附性能、选择性以及吸附热。结果表明,制备的AC/Cu(INA)_(2)复合材料具有AC和Cu(INA)_(2)的特征衍射峰,并且观察到了Cu(INA)_(2)在AC上的生长。AC/Cu(INA)_(2)复合材料在100 kPa、298 K下的CH_(4)吸附量为12.6 cm^(3)/g,CH_(4)/N_(2)选择性为5.5(比原材料AC提升了17.3%),并且CH_(4)(14.9 kJ/mol)的吸附热高于N_(2)(11.9 kJ/mol)。

离子液体/金属有机框架复合材料捕集分离CO_(2)

由于全球气候变化加剧和极端天气的增加,CO_(2)捕集分离已经不单单具有重要的战略意义,更关乎人类的生存。近年来,用于捕集分离CO_(2)的新型材料层出不穷,其中,离子液体(ionic liquids,ILs)具有可调变的化学结构和独特的物理化学性质,例如低挥发性、高热稳定性和较好的溶解性,从而引起了广泛关注。同时,金属有机框架结构材料(metal-organic frameworks,MOFs)在CO_(2)捕集分离方面也表现出优异性能。基于此,本文总结了ILs与MOFs相结合的ILs/MOFs复合材料捕集分离CO_(2)的研究进展,主要包括ILs负载于MOFs材料和对MOFs进行改性的吸附分离、MOFs材料分散于ILs中形成多孔液体的吸收分离、膜分离等方法的研究现状,同时,深入探讨了各方法的优点和不足之处,并对ILs/MOFs复合材料在CO_(2)捕集分离中的应用前景和发展趋势进行了展望。

金属有机骨架及其复合材料在分离领域中的应用进展

金属有机骨架(MOFs)是一类由无机金属离子与有机配体自组装形成的新型有机-无机杂化多孔材料,因具有比表面积超高、结构多样、热稳定性良好、孔道尺寸和性质可调等优势,在分离领域表现出重要的应用价值。然而,采用传统方法制备的MOFs多为粒径在微米或亚微米尺度的晶体,且颗粒形貌不规则,因此限制了MOFs在样品前处理和色谱固定相等领域的应用和发展。构建基于MOFs的复合材料是弥补MOFs应用缺陷的一项有效措施,有望在保留MOFs优越的分离特性的同时,引入基体材料的特定性能。该文简要综述了近年来MOFs及其复合材料在吸附、样品前处理和色谱固定相等分离领域中的应用进展,并对MOFs在分离科学中的应用前景做出展望。

金属-有机骨架复合材料的制备及其二氧化碳吸附性能

通过原位溶剂热法分别合成了HKUST-1、MIL-101、Ui O-66与羟基化介孔氧化硅泡沫（MCF-OH）的复合物,并对材料进行了PXRD、SEM、低温N2吸-脱附、XPS、TGA表征及298K下的CO_2吸附测试。结果显示：3种复合材料中都形成了对应MOFs的晶型结构,但由于各类MOFs金属中心的不同,MCF-OH对MOFs的形貌产生了不同的影响。其中,HKUST-1~#MOF-OH复合材料中MCF-OH的加入对HKUST-1的生长起到了导向作用,在两者界面间形成了新的介孔结构,并且其微孔孔径尺寸更接近CO_2的动力学直径。另外两种复合材料中MCF-OH的加入主要对其MOFs晶型颗粒的生长起到了限制作用,使其晶型颗粒尺寸减小,从而带来了比表面积的增加。3种复合材料的CO_2吸附量都较纯MOFs材料有所提高,并且由于HKUST-1#MOF-OH复合材料中微孔孔径尺寸的减小以及新的介孔结构的引入使其对CO_2的吸附更加高效,因此其较纯MOFs材料的吸附性能提升效果最为明显。

金属有机骨架@纳米纤维素复合材料的制备及应用研究进展

金属有机骨架(MOF)材料和纳米纤维素(NC)是近年来受到广泛关注的两类新型功能材料,它们均在很多领域中展现出了潜在的应用价值和诱人的发展前景.MOF@NC复合材料将NC与MOF复合在一起,既有MOF材料的优点又兼具NC的优点,赋予了MOF材料更高的机械强度、更高的比表面积和更优异的性能,极大地扩展了MOF材料的应用范围.本文首先阐述MOF材料的制备方法,进而重点阐述MOF@NC复合材料的制备方法,归纳总结了MOF@NC复合材料在水净化、电极材料、生物医药等领域的应用,最后对MOF@NC复合材料的未来发展前景进行展望.

Fe基MOFs及其复合材料自组装与性能研究进展

金属-有机骨架(metal-organic frameworks, MOFs)是一种通过有机配体连接的新兴多孔材料,在气体储存、药物运输、催化和化学传感等方面存在广泛的应用前景。概述了基于密度泛函理论(density functional theory, DFT)与机器学习(machine learning, ML)相结合预测与设计Fe基MOFs的最新研究进展,详细描述了当前主要的Fe基MOFs材料的合成方法,指出了该类材料的晶体结构及配位环境特点。通过将纳米粉体与Fe基MOFs材料相结合的方式对Fe基复合材料的合成方法进行概括。总结了Fe-MOFs及其复合材料在电催化固氮、吸附、导电、催化等性能的应用,并指出了当前Fe-MOFs及其复合材料在发展中存在的不足。最后,对Fe基MOFs及其复合材料进行总结与展望。

聚合物基MOFs复合材料抗菌研究进展

金属有机骨架(MOFs)是一类备受瞩目的新兴材料,在抗菌领域有着广泛的应用。将聚合物与MOFs进行复合制备聚合物基MOFs(PolyMOFs)复合材料,不仅可以增强MOFs的稳定性、机械强度等,还可以进一步扩展其应用范围。该文重点综述了PolyMOFs复合材料在抗菌方面的研究进展,概述了功能性MOFs的制备和主要抗菌机制,以及PolyMOFs复合材料的制备方法;总结了具有抗菌功能的PolyMOFs复合材料在医疗健康、食品保鲜、空气净化、水污染防治、纺织品防护领域的应用;最后对具有抗菌功能的PolyMOFs复合材料目前在抗菌领域面临的挑战和未来包括特定功能增强、制备工艺优化和应用领域拓展等方面的发展方向进行了展望。

金属-有机骨架材料改性研究进展

金属-有机骨架(MOF)材料是由金属离子或金属簇中心和有机配体组成的多孔材料,但是MOF存在化学稳定性较差、机械强度低、导电性能弱等缺点。用功能材料对MOF进行改性制备的复合材料,不仅具备MOF自身的优点,还能改善其他方面的性能,目前已广泛应用于气体吸附与分离、催化反应、药物传输、传感检测等领域。综述了近年来不同功能材料对MOF的改性研究进展,并对MOF复合材料的未来发展前景进行了展望。

UiO-66@GO复合材料制备及其光催化性能

为探究UiO-66的制备及应用,以四氯化锆为金属中心,采用水热法制备出UiO-66,并针对UiO-66的分散性较差、光生电子空穴对易复合等问题,以氧化石墨烯(GO)作为碳基材料对UiO-66进行复合修饰,通过后合成法成功制备出UiO-66@GO复合材料。通过FTIR、XRD、SEM、XPS、BET等对UiO-66@GO复合材料的结构进行表征,并以亚甲基蓝为底物,研究了pH值和质量比等因素对UiO-66@GO复合材料光催化性能的影响。结果表明:当pH为3、GO与UiO-66的质量比为1∶5时,制备出的UiO-66@GO复合材料对MB的光催化降解效率达到了96.4%,比单一UiO-66材料的光催化降解效率提高了1.1倍。以上结果可为UiO-66在处理印染废水方面的应用提供一定的理论参考。

金属氧化物@金属有机骨架复合材料研究进展

金属有机骨架(Metal-Organic Framework,MOF)复合材料是一种新型功能性材料,其中金属氧化物@MOF复合材料因结合了金属氧化物和MOFs的许多特性而受到人们的广泛关注,成为近年来MOFs材料研究的一个重要方向。本文综述了金属氧化物@MOF复合材料制备方法的研究进展,主要包括外延生长法、气相沉积法、模板法等,并分析了它们各自的优缺点;概述了金属氧化物@MOF复合材料在催化、传感、生物医药、吸附与分离方面的具体应用性能,以及在电化学研究领域的潜在应用;并提出今后金属氧化物@MOF复合材料研究的主要方向是开发简单高效的制备方法、选取新功能性金属氧化物以及探索复合材料的其它新型结构,以拓展其在工业上的应用。

MOF@γ-Al_(2)O_(3)复合材料的制备及其选择性染料吸附性能研究

本文通过原位生长法将金属有机骨架(MOF)与γ-Al2O3相结合制备了两种MOF@γ-Al_(2)O_(3)复合材料,即UIO-66/UIO-66-NH2@γ-Al_(2)O_(3),并将其应用于选择性染料吸附性能研究。结果表明:UIO-66/UIO-66-NH_(2)@γ-Al2O3复合材料可选择性吸附阴离子染料(刚果红,CR),吸附量分别可以达到1520.91mg·g^(-1)和1598.65mg·g^(-1)。同时,UIO-66/UIO-66-NH2@γ-Al_(2)O_(3)复合材料还具备优异的稳定性,重复使用10次后对CR的选择性吸附性能基本保持不变。

[Emim]NTF_(2)/MIL-53(Al)复合材料制备及其硫酸羟基氯喹吸附性能探索型实验设计

该文设计了[Emim]NTF_(2)/MIL-53(Al)复合材料制备及其硫酸羟基氯喹(HCQ)吸附性能探索型实验。采用溶剂热法和浸渍法制备了[Emim]NTF_(2)/MIL-53(Al)复合材料,通过静态吸附法考察了pH值、离子浓度、吸附时间和温度等因素对复合材料HCQ吸附性能的影响,并探讨了吸附机理。实验结果表明,[Emim]NTF_(2)的负载量为20%时,复合材料在20 min的吸附容量可达230.95 mg/g。高吸附容量可归因于材料骨架原子和离子液体与HCQ分子之间的氢键和π-π堆积相互作用。该探索型实验涉及配位化学、物理化学和仪器分析等专业知识,有助于引导学生将专业理论知识与科研前沿相链接,有利于激发学生科研兴趣,扩展学生视野。

金属有机骨架及其复合材料在食品安全检测中的应用

食品安全问题严重影响着人类的身体健康,开发高效、便捷、快速的食品安全检测方法十分必要。金属有机骨架材料(MOFs)是一类具有孔径均匀、粒子尺寸可调、比表面积高和热稳定性好等特点的新型多孔配合物,可根据要求针对性合成,已在食品安全检测中广泛应用。MOFs和其他功能材料(离子液体、量子点、石墨烯、磁性纳米粒子、金或银纳米粒子等)组装形成的复合材料,使MOFs在具有原有优点的基础上获得其他材料导电、发光、磁性、催化等优异性能,在传感检测和样品前处理材料方面引起了研究者的广泛关注。系统综述了MOFs及其复合材料作为色谱法的样品前处理材料或传感材料在食品安全检测领域,如农兽药残留、非法添加物、重金属离子和有机污染物以及微生物毒素等检测中的应用进展,并对其发展前景进行了展望(引用文献56篇)。