磁性金属有机骨架材料FeMPC的制备及其吸附性能研究

首先采用水热合成法制备金属有机骨架材料MIL-101(Fe),然后通过煅烧MIL-101(Fe)制备磁性金属有机骨架材料FeMPC,并用于吸附染料废水中的亚甲基蓝。使用扫描电镜、透射电镜、红外光谱等对制备的材料进行表征,考察FeMPC用量、振荡时间、pH等因素对吸附性能的影响。实验结果表明:当FeMPC用量为25 mg、振荡时间为70 min、溶液pH为8时,FeMPC对亚甲基蓝的吸附效果较好,吸附量为15.24 mg/g,吸附率为84.69%,材料重复使用次数不超过5次时能保持一定的吸附效果;FeMPC对亚甲基蓝的等温吸附符合Langmuir模型,吸附过程符合准二级动力学模型,属于化学吸附。

两种Ln-Co(Ln=Eu、Sm)金属有机骨架的结构、磁性及荧光传感检测柳氮磺吡啶和戊二醛(英文)

采用水热法,利用五羧酸配体3,5-二(2',4'-二羧基苯基)苯甲酸(H_(5)L)制备了2种结构相似的镧系-钴异核双金属有机骨架(Ln-Co-MOF):(C_(2)H_(6)NH_(2))_(5){[Eu_(9)Co(L)_(6)(H_(2)O)_(5)(OH)_(4)]·5DMF}_(n)(1)、(C_(2)H_(6)NH_(2))_(2){[Sm_(9)Co(L)_(6)(H_(2)O)_(3)Cl]·5DMF}_(n)(2),并通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、热重、红外、荧光光谱和磁性对其进行了结构表征和性能测试。结果表明,配合物1和2均属于三方晶系R3空间群,均具有新颖的三维结构和良好的热稳定性。其中配合物1具有较强的荧光性能,可以灵敏地识别药物分子柳氮磺吡啶和有机分子戊二醛,检出限分别可以达到0.95和2.10μmol·L^(-1)。此外,配合物1和2在1 kOe时均具有反铁磁性。

两个三维柱层式Ce混合羧酸多孔金属-有机骨架配合物的合成、结构与磁性

采用水热法合成了2个新的混合羧酸铈多孔金属-有机骨架配合物[Ce2(fum)3(H2O)4.(H2bdc).(H2O)2]n(1,H2fum=富马酸,H2bdc=对苯二甲酸)和[Ce2(suc)2(ox)(H2O)4.(H2O)4]n(2,H2suc=丁二酸,H2ox=草酸),利用元素分析、红外光谱、热分析和单晶X射线衍射对其组成和结构进行了表征,并研究了其磁学性质.单晶X射线衍射结果表明,配合物1和2均具有三维柱层式多孔金属-有机骨架结构.配合物1由Ce离子和富马酸形成层状结构,层与层之间再通过富马酸作为柱状配体支撑形成三维结构,并在层间的两个方向上形成相互交错的通道,未配位的中性对苯二甲酸分子和晶格水分子填充于孔道中.与配合物1类似,配合物2由Ce离子和丁二酸形成层,层间通过草酸作为柱状配体支撑形成三维结构,在层间的3个方向上具有相互交错的通道,晶格水分子填充于孔道中.

基于Fe金属-有机骨架的磁性多孔碳材料的制备及其萃取水中孔雀石绿的应用研究

目的制备一种新型磁性多孔碳材料-γ-Fe2O3/C,并建立一种简单可靠的富集水中孔雀石绿的方法。方法先利用水热法合成MOF-MIL-53（Fe）,再以其为模板通过微波辅助高温离子热法合成γ-Fe2O3/C,利用XRD、FT-IR、SEM、TEM等手段对γ-Fe2O3/C进行表征,并将其作为MSPE吸附剂富集环境水样中的孔雀石绿,同时对吸附剂用量、洗脱剂种类、萃取时间以及洗脱次数等影响磁固相萃取效率的因素进行优化。结果孔雀石绿在50-5000μg/L的浓度范围内线性关系良好,相关系数大于0.9995,方法检出限为11.07μg/L,添加低、中、高3个浓度水平下的回收率范围为84.0%-102.0%,相对标准偏差小于5%（n=5）。结论本研究制备的纳米材料可适用于日常环境水样中的孔雀石绿的检测。

磁性金属有机骨架材料Fe_(3)O_(4)/IRMOF-3的制备及其吸附性能的研究

采用水热合成法制备Fe_(3)O_(4)/IRMOF-3复合材料,以其为吸附剂对亚甲基蓝溶液进行吸附。采用紫外可见分光光度计测定吸光度并计算吸附量,以其作为评价指标,考察合成材料对亚甲基蓝的吸附能力;采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段对Fe_(3)O_(4)/IRMOF-3材料进行表征。结果表明,合成材料为质地均匀、表面多孔的磁性纳米材料;当振荡时长为50min、pH值为6、吸附剂用量为6mg、亚甲基蓝溶液浓度为6mg/L时,吸附效果最佳,饱和吸附量达到42.93mg/g;Fe_(3)O_(4)/IRMOF-3纳米复合材料对亚甲基蓝具有良好的吸附效果。

基于N,N’-双(3-吡啶基)-对苯二甲酰胺和1,3,5-苯三甲酸的二维Co(Ⅱ)金属有机骨架的合成、结构和磁性

摘要在水热条件下,基于配体N,N’-双(3-吡啶基)-对苯二甲酰胺(3-bptpa)和1,3,5-苯三甲酸(1,3,5-H3btc),合成了一例具有二维格子结构的钴(Ⅱ)MOF[Co(3-bptpa)(1,3,5-Hbtc)]·2H2O(1),并进行了红外光谱(FT-IR)、元素分析(EDS)、差热-热重分析(DTA-TG)、X射线单晶衍射(XRD)和磁学表征。结果表明,每个1,3,5-Hbtc2-提供1个螯合配位羧基和1个桥连配位羧基与Co(Ⅱ)离子配位。中心对称的二聚体[Co(3-bptpa)(1,3,5-Hbtc)]2通过桥连配位的羧基连接成1D梯形链,相邻的梯形链通过3-bptpa与Co(Ⅱ)的配位作用连接为2D格子,从而形成Co N2O4变形八面体的配位构型。对配合物1在16~300 K的磁化率数据,使用八面体场下旋轨耦合的各向同性的单离子近似和分子场理论进行分析,Co(Ⅱ)离子表现强的旋轨耦合作用(λ=-100.4 cm^-1),相邻的Co(Ⅱ)离子之间通过桥连配位的羧基传递弱的反铁磁相互作用(zj’=-0.618 cm^-1)。

磁性金属有机骨架材料Fe_3O_4@NH_2-MIL-53(Al)的制备及对铅的吸附研究

金属有机骨架材料(metal organic framework)是一种新型的有机无机杂化功能材料,因具有大的比表面积、结构多样性和孔道可调控性,在气体吸附、催化、分离、生物医学等方面有着广泛的应用。研究合成了一种新型磁性金属有机骨架材料,首先通过溶剂热法合成纳米四氧化三铁,然后用聚乙烯吡咯烷酮对四氧化三铁进行表面修饰,并在合成过程中引入氨基,制备得到了氨基功能化的磁性材料Fe3O4@NH2-MIL-53(Al)。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)表征手段,考察了Fe3O4@NH2-MIL-53(Al)的晶体结构和功能基团。结合火焰原子吸收光谱法,研究其对铅的吸附性能。由于Fe3O4@NH2-MIL-53(Al)具有大的比表面积及氨基对铅的配位作用,使磁性吸附剂对铅有较高的吸附能力。讨论了实验条件对吸附效率的影响,优化了实验操作参数(pH值:6.0,吸附时间:120min)。从动力学和热力学角度研究了Fe3O4@NH2-MIL-53(Al)对铅的吸附过程,分别通过Langmuir/Freundlich吸附模型和拟一级/拟二级动力学模型对实验结果进行了分析。通过温度实验,计算了热力学函数,即吉布斯自由能变、焓变、熵变。另外,用盐酸作为解吸液进行了多次吸附解吸实验,考察了该材料的再生性能,证明Fe3O4@NH2-MIL-53(Al)可以实现重复使用。

基于磁性金属有机骨架材料的多功能催化剂Fe_3O_4@IRMOF-3/Pd的制备及催化性能

采用逐层自组装方法制备了磁性Fe_3O_4@IRMOF-3复合材料,通过浸渍法将Pd纳米粒子负载到Fe3O4@IRMOF-3上,得到多功能催化剂Fe3O4@IRMOF-3/Pd.用粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及原子吸收(AAS)等方法对材料的组成和结构进行了表征,并考察了催化剂在Knoevenagel缩合反应、Suzuki偶联反应和烯烃催化加氢反应中的催化性能.结果表明,磁性Fe3O4@IRMOF-3/Pd催化剂在Knoevenagel缩合反应和Suzuki偶联反应中均表现出较好的催化活性和一定的循环稳定性.在烯烃的催化加氢反应中,催化剂可以高效催化多种烯烃的加氢反应,并表现出对底物的尺寸选择性.在苯乙烯的催化加氢反应中,催化剂循环使用9次,转化率依然大于99%,并且催化剂结构没有明显变化.

核-壳结构磁性金属有机骨架材料Fe_3O_4@UiO-66-NH_2的合成、表征及催化性能

UiO-66-NH_2是以Zr4+为金属,以2-氨基对苯二甲酸为配体制备得到的金属有机骨架材料,它是目前报道中具有较高热稳定性和化学稳定性的材料之一。本文以Fe_3O_4为核,以UiO-66-NH_2为壳,采用层层自组装方法制备了核-壳结构的磁性金属有机骨架材料Fe_3O_4@UiO-66-NH_2。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸附等对其进行了表征,并考察了该磁性材料在克脑文盖尔(Knoevenagel)缩合反应中的催化性能。结果表明,该磁性材料Fe_3O_4@UiO-66-NH_2为核-壳结构,壳层厚度约为100 nm,氨基含量为1.70 mmol·g-1。该磁性复合材料具有Fe_3O_4和UiO-66-NH_2的双重功能,既可以磁性分离,又具有UiO-66-NH_2的孔结构和催化性能。由于壳层材料中Lewis酸性位(Zr4+)和碱性基团(-NH_2)的协同催化能力及其壳层的纳米尺寸效应,该磁性材料在Knoevenagel缩合反应中表现出和UiO-66-NH_2纳米粒子相当的催化活性。而且,通过磁性分离实现催化剂的多次循环使用后,其结构没有明显变化。

磁性金属有机骨架复合材料Fe_3O_4-COOH@MIL-101用于燃料油中含硫化合物的脱除

燃料油中含硫化合物的脱除一直是人们关注和研究的热点。采用溶剂热法原位合成磁性金属有机骨架复合材料Fe_3O_4-COOH@MIL-101,并利用XRD、SEM等技术对其进行表征。基于动态吸附实验,利用GC法分析检测,考察该复合材料对模型油中两种噻吩类硫化物苯并噻吩、二苯并噻吩的吸附脱硫效果。实验结果表明,Fe_3O_4-COOH@MIL-101复合材料兼具MIL-101和磁性微球的双重优异性能,Fe_3O_4-COOH@MIL-101复合材料对苯并噻吩和二苯并噻吩的平衡吸附量可以达到7.99 mg/g和24.60mg/g,具有较快的吸附反应动力学且符合动力学二级模型。

硼酸官能化金属-有机骨架磁性纳米复合材料的制备及其在茶叶农药残留检测中的应用

在茶叶的农药残留检测中,茶多酚及色素具有很强的基质效应,严重影响了色谱检测结果。该文将Fe_(3)O_(4)磁性纳米粒子与硼酸官能化金属有机骨架(BA-MOF)材料相结合,制备出一种对茶多酚等基质具有高效捕获能力的吸附材料Fe_(3)O_(4)@BA-MOF。结合气相色谱-质谱联用技术,建立了一种茶叶样品中农药残留的有效分析方法。通过在金属有机骨架结构中引入硼酸配体,将其作为顺式二醇的识别位点,实现对茶多酚的高效捕获。这种新型材料具有快速磁分离,比表面积高,功能位点丰富等优点。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜以及X射线粉末衍射仪对制备材料进行了表征。同时对吸附剂的固相吸附条件(溶液pH、吸附剂用量、吸附时间)进行了优化,结果显示,50 mg Fe_(3)O_(4)@BA-MOF吸附材料可在5 min内去除74.58%茶多酚,溶液pH在7.0时效果最佳。利用硼亲和与茶多酚之间的可逆化学反应,通过调节溶液pH,可使Fe_(3)O_(4)@BA-MOF具有循环利用性,经过4次循环使用后仍具有优异的吸附性能。引入Fe_(3)O_(4)磁性纳米粒子,使其在样品前处理过程中表现出快速磁响应特性,提高前处理效率。在茶叶农药残留检测的实际应用中,经过Fe_(3)O_(4)@BA-MOF前处理后,10种农药的平均加标回收率为75.8%~138.6%,RSD为0.5%~18.7%(n=3)。研究结果表明,所制备的Fe_(3)O_(4)@BA-MOF纳米复合材料可以特异性吸附茶多酚基质,在茶叶的农药残留检测中具有净化基质,提高检测效率的功能,适用于茶叶中农药的检测分析。

磁性金属-有机骨架材料在污水处理中的应用

金属-有机骨架(MOFs)材料具有比表面积大、孔隙率超高、孔径可调,以及合成后可改性和热稳定性高等诸多优点,已被广泛应用于污水处理领域。然而,如何对水体中的MOFs材料进行分离和回收再利用,一直是其应用瓶颈,阻碍了该材料的推广和应用。近年来,兴起了一种新型磁性吸附剂材料,磁性金属有机骨架(MMOFs)材料。MMOFs材料保留了MOFs材料的结构和性能特征,通过增添磁性复合材料,从而使吸附剂从水体中分离出来。对MMOFs材料作为吸附剂的研究现状进行了介绍,重点综述了该材料的制备方法及其对水体中重金属和有机污染物的检测和治理方面的研究工作,最后总结了MMOFs材料在实际应用中存在的问题和挑战,并对当前的研究热点和未来的研究工作进行了展望。

磁性金属有机骨架材料的研究进展

收集了大量关于金属有机框架(MOFs)、磁性纳米材料(MNPs)和磁性金属有机骨架材料(MFCs)的信息。MNPs具有的高磁性、低毒性和稳定性等特点,MOFs有大量的高活性位点,具有多孔性、比表面积大等特点,MNPs与MOFs的结合形成了MFCs,近年来引起了人们的广泛关注。简要介绍了这些材料的合成方法,体现了MFCs在吸附、催化、靶向传递等领域有着广泛的应用。

具有核壳结构的磁性金属有机骨架材料作为药物载体的研究

磁性金属有机骨架材料具有增加药物靶向性的特点。实验以六水合氯化铁、乙酸钠、N-N二甲基甲酰胺、1,3,5-苯三甲酸为原料,通过水热法制备Fe_3O_4@MOF-199材料,采用电镜法进行表征。以得到的材料作为载体,负载药物环丙沙星,以负载量为主要评价指标,通过分光光度计检测。结果表明:在pH=5,溶液初始浓度为25 mg/g,载体材料添加量为5 mg,饱和负载量达到9.75 mg/g。

磁性金属-有机骨架材料在印染废水处理中的应用（二）

3 MMOFs材料在印染废水处理中的应用3.1 MMOFs对染料的吸附染整加工过程中产生的残余染料严重影响着印染废水的色度,并且这些染料分子对人体的健康和生态环境都存在巨大的威胁。MMOFs材料既含有MOFs材料高的比表面积,较大的孔径等特性,又具备磁性纳米材料的超顺磁性。随着MMOFs材料的不断发展,其化学稳定性与机械性能也越来越好。因此,MMOFs对液相中残余染料的吸附具有巨大的潜在价值。2014年,LI课题组[29]合成了复合材料Fe 3 O 4/HKUST-1,并将它用于吸附水中的MB(亚甲基蓝)。在经过5次循环后,复合材料对MB的去除率仍能保持在90%以上,证明该复合材料是一种良好的MB吸附剂。

磁性金属-有机骨架材料在印染废水处理中的应用（一）

磁性金属-有机骨架(MMOFs)材料是一类新兴的功能性纳米材料。MMOFs材料在纳米级磁性功能粒子的基础上结合了金属有机骨架材料结构单一、比表面积高、化学和热稳定性良好、吸附亲和能力强等性能,在实际生产实践中的诸多方面都有良好的应用前景。简述了MMOFs复合材料及其制备方法,并重点总结了其在印染废水处理中的应用。

磁性金属有机骨架材料的合成与应用

磁性金属有机骨架材料(MOFs)同时具备金属有机骨架材料的多孔性和磁性材料的磁学性,在可循环利用的多相催化、磁性分离、靶向药物、磁共振成像等领域具有重要的潜在应用前景。围绕磁性MOFs的设计合成方法、结构和形貌的表征、不同领域的应用进展等展开论述,并展望了核壳结构磁性MOFs的未来发展趋势。

磁性金属有机骨架材料制备及吸附性能研究

利用溶剂热法合成了CoFe_(2)O_(4)@UiO-66和NiFe_(2)O_(4)@UiO-66磁性金属有机骨架复合材料(MMOFs),以其为吸附剂对罗丹明B(RhB)溶液进行吸附。采用紫外可见分光光度计(UV)测定吸光度并计算吸附量,以其作为评价指标,考察MMOFs对RhB的吸附能力;采用X射线衍射仪(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、振动磁强计(VSM)、比表面积分析仪(BET)和傅里叶红外分光光度计(IF-IR)等对CoFe_(2)O_(4)@UiO-66和NiFe_(2)O_(4)@UiO-66进行表征。结果表明,合成的磁性金属有机骨架材料的形貌均匀、结晶度高,具有高的饱和磁化强度和比表面积,MMOFs具有金属有机骨架材料和磁性材料的双重优点。CoFe_(2)O_(4)@UiO-66对罗丹明B有较高的吸附能力(最大值为63.3 mg/g),并且可以重复使用。

金属有机骨架材料Fe3O4@ZIF-8作为药物载体的研究

以FeCl3·6H2O、乙酸钠、Zn（NO3）2·6H2O、2-甲基咪唑为主要原料,通过水热法合成磁性金属有机骨架材料（Fe3O4@ZIF-8）,对其进行了FTIR、VSM、SEM、TEM和EDS表征。以材料作为药物载体负载四环素,以负载量作为主要评价指标,考察了振荡时间、Fe3O4@ZIF-8用量、四环素溶液pH、四环素初始质量浓度对四环素负载量的影响。结果显示：在涡旋振荡90 s、pH=9、Fe3O4@ZIF-8用量5 mg、四环素质量浓度30 mg/L条件下,四环素饱和负载量达到12.296 mg/g。重复利用实验结果表明,Fe3O4@ZIF-8材料至少可以重复利用6次。

金属有机骨架材料Fe_3O_4@ZIF-67对亚甲基蓝的吸附

本文合成了金属有机骨架材料Fe_3O_4@ZIF-67,并采用FTIR、VSM、SEM、TEM和EDS等方法对样品进行表征。以Fe_3O_4@ZIF-67为载体吸附亚甲基蓝,分别考察了载体用量、亚甲基蓝溶液pH值、溶液初始浓度等因素对亚甲基蓝吸附量的影响。结果表明,Fe_3O_4@ZIF-67材料对亚甲基蓝吸附的最佳条件为亚甲基蓝溶液浓度130 mg/L,振荡时间1 h,pH值为10,骨架材料投放量6mg,此时吸附量最大达334.53 mg/g。重复性实验结果表明,Fe_3O_4@ZIF-67材料至少可以重复利用7次。