磁性UiO-66复合材料的合成及其对水体中硝基酚有机分子的吸附性能

以溶剂热法制备了Fe_3O_4@SiO_2-PSS@UiO-66结构的磁性多孔复合材料,并利用XRD,TEM,SEM,IR,TG,VSM和N2吸附-脱附对样品的结构和形貌进行测试表征。研究结果表明:磁性UiO-66复合材料是以球型Fe_3O_4为核,MOF为壳的核-壳结构,其表面的MOF层由多个立方多晶堆积组装而成,且具有良好的超顺磁性。进一步研究了Fe_3O_4@SiO_2-PSS@UiO-66对2-硝基-1,3-苯二酚的吸附性能。探讨了吸附时间,吸附量和2-硝基-1,3-苯二酚初始浓度在吸附过程中的影响,结果表明:当吸附时间为12h,吸附剂的用量为5 mg,2-硝基-1,3-苯二酚浓度为400 mg·L^(-1)时,最大吸附量为161.36 mg·g^(-1)。另外,磁性UiO-66复合材料对2-硝基-1,3-苯二酚高的吸附性能可能是由于UiO-66与2-硝基-1,3-苯二酚之间的静电作用以及二者之间苯环的π-π作用。

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。

磁性纳米复合材料Fe_(3)O_(4)@UiO-66-NO_(2)的合成及其吸附性能研究

为了提高磁性纳米复合材料对废水中阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能,采用水热法合成了3种Fe_(3)O_(4)@UiO-66-NO_(2)磁性纳米复合材料:5.01%Fe_(3)O_(4)@UiO-66-NO_(2)(1)、10.32%Fe_(3)O_(4)@UiO-66-NO_(2)(2)、15.18%Fe_(3)O_(4)@UiO-66-NO_(2)(3)。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)等方法对复合材料组成、微观结构等进行了表征。以亚甲基蓝(MB)溶液作水中污染物、UiO-66-NO_(2)作参比吸附剂,共同来评价Fe_(3)O_(4)@UiO-66-NO_(2)的吸附性能。系统地研究了温度、酸碱度、离子对其吸附性能的影响。研究结果表明:磁性纳米复合材料吸附MB的最佳pH为7、吸附温度为35℃,此时吸附剂吸附MB的能力强弱为2>1>3;金属阳离子对吸附去除MB的影响强弱为Fe^(3+)>Ca^(2+)>Na^(+),无机阴离子对吸附去除MB的影响强弱为PO_(4)^(3-)>CO_(3)^(2-)>Cl^(-)。其原因主要是离子与MB存在竞争性吸附作用。

BiOCl/UiO-66-NH_(2)复合光催化材料的制备与性能研究

采用溶剂热法成功制备了一种BiOCl/UiO-66-NH_(2)复合光催化剂,通过X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和N_(2)吸附-脱附比表面积分析(BET)等对其形貌、结构和光催化性能进行表征。结果表明,UiO-66-NH_(2)颗粒均匀地嵌在BiOCl的花状结构上,形成紧密接触的界面。该复合光催化剂在可见光照射下表现出优异的光催化降解罗丹明B(RhB)的性能,经可见光照射40 min可以完全去除溶液中的RhB,降解能力是纯BiOCl材料的3.53倍。光催化活性的增强归因于BiOCl和UiO-66-NH_(2)之间形成的Z型异质结,该异质结促进了光生载流子的有效分离和转移。此外,该复合光催化剂在连续4次循环中表现出良好的稳定性,对RhB的降解率仍保持在90%以上。

UiO-66-NH2及ZIF-8复合材料的制备及催化性能研究进展

金属—有机骨架化合物(MOFs)在现代材料研究方面具有应用价值和发展前景。本文从UiO-66-NH 2及ZIF-8复合材料的性能特点、制备方法、应用进展方面进行了综述。总结出溶剂热法、原位光沉积、沉淀法等方法制备复合材料,以及复合材料在吸附性、光催化降解性、载药性、传感性等方面的应用进展。并对后续人们将从环境保护、能源应用、污染物降解等方面进行研究及展望。

Si@UiO-66(Zr)复合材料的制备、表征及荧光性质研究

超小尺寸的硅量子点具有稳定的发光特性、生物相容性以及广泛的应用领域而受到关注。我们采用简单的低温水热合成方法和廉价的反应物。首先将金属有机框架(MOFs)粉末浸泡在硅烷溶液中,加入葡萄糖作为还原剂在低温条件下反应数小时,制备Si@MOFs复合纳米晶。选择稳定UiO-66(Zr)作为反应载体提供硅量子点(Si QDs)的生长位点,成功制得了Si@UiO-66(Zr)复合物。对目标化合物进行了荧光性质的研究,结果表明在340 nm激发波长下,该化合物表现出强烈的荧光性能。该工作对拓展Si QDs的应用领域具有重要意义。

UiO-66/C复合材料的制备及其吸附性能研究

采用溶剂热合成方法,制备了金属有机骨架材料UiO-66及其UiO-66/C复合材料,对所得产物样品进行XRD和SEM以及红外光谱测试表征。结果表明,所制备样品为纯相UiO-66材料,添加碳球未改变UiO-66的晶相结构。以亚甲基蓝和甲基橙模拟染料废水,对所制备的UiO-66及其UiO-66/C复合材料的吸附性能进行了评价。实验结果表明,添加胶态碳球可显著提高UiO-66对亚甲基蓝的吸附性能,吸附容量由30 mg/g提高到67 mg/g,UiO-66对甲基橙表现出优异的吸附能力,吸附容量高达226 mg/g;吸附的动力学过程符合准二级动力学方程。

树脂基UiO-66复合材料的制备及其去除水中配位态重金属EDTA-Cu的性能

以超高交联氨基吸附树脂(NDA-802)为载体,通过原位生长的方式将金属有机框架材料UiO-66(Zr)负载于载体孔内,制备树脂基UiO-66复合材料(UiO 66@NDA)。通过吸附等温线、吸附动力学、pH影响、离子竞争以及循环再生等序批式实验考察该新型复合吸附剂对水中Cu与配合剂乙二胺四乙酸(EDTA)配位化合的EDTA-Cu的净化性能。结果表明:降低温度有利于UiO-66@NDA对EDTA-Cu的吸附,且Freundlich模型可以较好地描述复合吸附剂对EDTA-Cu的吸附行为;该复合吸附剂在300 min时基本达到平衡,动力学行为符合准二级动力学方程;pH对吸附影响较大,当pH约为4时,UiO-66@NDA对EDTA-Cu显示出最佳的吸附性能;水中共存的Cl-和NO-3的浓度对UiO 66@NDA吸附EDTA-Cu影响较小,而SO_(4)^(2-)浓度的升高会对EDTA-Cu的去除产生较大的抑制作用;该复合吸附剂用0.85 mol/L NaCl和1.25 mol/L NaOH的混合液脱附后可以重复利用。

UiO-66-NH_(2)负载铜催化剂的制备及其对醇的催化氧化

通过溶剂热法成功制备了一种基于金属有机骨架(MOF)的复合材料Cu-Cu_(2)O/UiO-66-NH_(2),采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对材料进行全面表征。在空气作氧化剂条件下,以苯甲醇氧化为苯甲醛作为模型反应,系统地考察了溶剂、温度、催化剂各组分用量等因素对催化效果的影响。研究结果表明,该复合催化剂在醇选择性氧化反应中表现出优异的催化性能,60℃下反应5 h便可将苯甲醇定量转化为苯甲醛,并对其他苄基醇、烯丙基醇和杂芳基醇等底物也展现出良好活性。此外,循环利用3次后,该催化剂活性几乎不变,表明其具有良好的稳定性和重复使用性。

低负载锆基MOF增强聚双环戊二烯纳米复合材料

文中以纳米多孔锆基MOFs(Zr-MOFs)材料(UIO-66和UIO-66-NH2)为填料用于增强聚双环戊二烯的力学性能,采用原位聚合法制备了Zr-MOFs/PDCPD纳米复合材料。通过红外分析和场发射扫描电镜表征了Zr-MOFs颗粒对Zr-MOFs/PDCPD复合材料的界面和其在聚双环戊二烯中分散的影响。通过拉伸实验、无缺口冲击试验、弯曲实验等方法研究了Zr-MOFs/PDCPD复合材料的力学性能,确定了最佳的Zr-MOFs负载量。结果表明,当UIO-66-NH2质量分数为0.6%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度相比于纯的PDCPD分别提升了29%,30.8%,25.1%,改性后的复合材料热变形温度提升了31.3%。

荧光UiO-66系列功能材料的设计与应用

发光金属有机骨架(LMOFs)由于具有特定功能的金属位点、Lewis酸性/碱性位点、可修饰的多齿有机配体,以及丰富的π-π*电子跃迁系统,在荧光领域具有惊人的潜力。拥有良好热稳定性、化学稳定性、结构可修饰性的荧光UiO-66系列功能材料(UiO-66-Type)在荧光检测、药物递送、荧光生物成像等应用中表现出高灵敏性、高选择性、低信噪比、可回收利用等特点,具有传统荧光材料不可比拟的优势,以具有低荧光强度的UiO-66为出发点,分析并总结了各种功能化UiO-66-Type构筑荧光的策略,在构筑荧光策略的基础上对其在荧光领域的应用和存在的问题进行总结并展望,为各位读者提供新的思路和理论支撑。

基于熔体静电纺丝技术制备一种金属-有机骨架复合材料的方法

高性能金属-有机骨架(MOFs)复合材料是目前研究热点。文中首次采用熔体静电纺丝法制备了低密度聚乙烯(LDPE)纤维作为沉积MOFs晶体的衬底,并采用溶剂热合成法原位制备了负载锆基金属-有机骨架材料(UiO-66)的LDPE纤维复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)和热重分析(TG),对UiO-66@PE纤维复合材料的表面形貌和结构进行了表征。结果表明,UiO-66@PE复合纤维材料最佳制备温度是100℃,它是由UiO-66包裹的纤维态复合材料,且晶体较均匀负载于LDPE纤维表面,UiO-66晶体直径为190~900 nm;FT-IR分析表明UiO-66晶体与LDPE纤维之间没有化学作用;TG分析结果表明,相比基材LDPE,UiO-66@PE复合材料的热分解温度有所提高,能够达到425℃。

TiO_(2)掺杂改性对UiO-66结构和催化性能的影响

为获得具有可见光响应的高活性光催化剂,利用二氧化钛(TiO_(2))对UiO-66掺杂改性,通过水热法合成TiO_(2)@UiO-66.采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶红外光谱分析(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和N_(2)吸附-脱附(N2 adsorption-desorption)等手段,考察TiO_(2)掺杂对UiO-66结构和表面形貌的影响.结果表明,所制备样品均为正八面体结构;改性前UiO-66比表面积高达1270 m2/g,少量TiO_(2)掺杂时,TiO_(2)@UiO-66的比表面积与UiO-66相差无几;TiO_(2)掺杂量增加至15 mmol时,TiO_(2)@UiO-66的比表面积骤减到413 m2/g,TiO_(2)掺杂过多会降低UiO-66的比表面积.以可见光下样品对头孢曲松钠的去除为探针反应考察其催化活性,结果显示,TiO_(2)掺杂量为10 mmol时,可见光照射120 min,TiO_(2)@UiO-66对头孢曲松钠的去除率达到64.86%,是UiO-66的1.28倍.因此,适量掺杂TiO_(2)可以提高UiO-66对头孢曲松钠的去除率.研究可为改性UiO-66光催化剂设计和头孢抗生素污染物的光催化降解提供参考.

UiO-66制备及其吸附污染物研究进展

近20年来,金属有机骨架材料(MOFs)由于出色的性能被广泛应用于空气污染与水污染的防治,对污染物起到有效的控制。UiO-66及其衍生物由于其优异的稳定性以及可调节性被视为一种极具潜力的MOFs材料,通过选择有机配体、官能团、金属离子活化等方法设计孔径、官能度从而赋予UiO-66特殊的化学、物理性质以适应不同场景需求。简单介绍了UiO-66及其衍生物的的调控方法、合成技术及对于挥发性有机物(VOCs)、水污染的处理及其优缺点,并对UiO-66调控、合成的发展方向进行了展望。

金属有机骨架UiO-66在催化领域的应用

金属有机骨架(MOFs)经过二十多年的快速发展,已经合成了成千上万种,然而MOFs材料普遍具有较低的稳定性,在一定程度上限制了MOFs的发展。UiO-66的合成是MOFs材料稳定性的一个突破,其在催化领域的发展尤为迅速。本文首先介绍了理想及实际状态下UiO-66的结构特征,并说明了配体缺失导致的节点空位处的元素组成。然后综述了利用UiO-66特殊的结构特征或将其功能化用于催化反应的研究,包括节点空位、功能化节点空位、负载金属纳米颗粒、功能化配体等。最后,考虑到可以综合利用UiO-66的特殊结构,对UiO-66在未来多功能催化剂的设计合成领域所能发挥的作用进行展望。

UiO-66基复合材料在光催化制氢方面的研究进展

UiO-66作为一种金属有机框架材料,不仅继承了金属有机框架材料所具有的高比表面积、多活性位点、易调整等特点,同时还表现出类半导体的行为。UiO-66展现出的多孔环境非常有利于光生载流子的快速转移,而且UiO-66的能带也符合光催化分解水的要求。但因其禁带宽,只能对紫外光响应,所以需要对UiO-66进行改性。本文综述了近年来UiO-66复合材料的设计、合成及在光催化制氢方面的研究进展,分析讨论了UiO-66复合材料中存在的问题,并对UiO-66用于光催化制氢前景进行了展望。

UiO-66/UiO-66-PYDC的制备及其对UO_2^(2+)吸附性研究

通过水热法合成了两种锆基有机骨架材料,采用XRD、SEM、IR、TG、EDS、BET等技术对材料的结构和形貌进行了表征,并通过静态吸附实验在不同条件下测试所制材料对UO2+2的吸附性能,考察了时间、温度、初始铀浓度、pH、CO2-3对吸附的影响.结果表明:Ui O-66体系对铀酰离子的吸附以化学吸附为主,通过表面的羧基官能团与铀酰离子结合从而达到吸附的目的.此外,本实验中材料的比表面积对吸附的影响不明显.在初始最佳pH为10.5的条件下,通过热力学模型拟合发现,低浓度下Ui O-66拥有更大的吸附量.随着溶液中初始铀酰离子浓度的升高,Ui O-66-PYDC展现出更好的吸附效果.