基于功能化金属有机骨架材料ZIF-8@GOx的葡萄糖检测方法

针对当前的葡萄糖检测技术速度不快、灵敏度不高的问题,合成了一种葡萄糖氧化酶功能化的金属有机骨架(metal organic framework materials zeolite imidazole framework-8 for functionalization of glucose oxidase,ZIF-8@GOx)材料,通过添加氯化血红素(Hemin)和鲁米诺(Luminol)试剂,利用化学发光法实现简单、快速的葡萄糖检测。优化实验条件后,ZIF-8@GOx-Hemin-Luminol体系对葡萄糖的检测线性范围为5.0×10^(-6)~1.0×10^(-3)mol/L,检测限为7.2×10^(-7)mol/L。对比其他检测方法,该方法线性范围宽且检测限较低,同时拥有良好的选择性。今后有望将该方法运用于血液及食品中葡萄糖的检测。

新型阴离子金属有机骨架化合物的合成及其对染料的吸附性能

以5,5′-(5,5-二氧化二苯并[b, d]噻吩-3,7-二基)二间苯二甲酸(H4DTPA)为有机配体,通过溶剂热合成方法构建一个结构新型的金属有机骨架化合物[NH_(2)(CH_(3))_(2)]·[Zn_(3)(DTPA)_(2)]·xsolvent.该化合物为1个{4,8}-连接的阴离子型的新型拓扑网状结构,具有良好的化学稳定性和热稳定性,并且对有机染料亚甲基蓝(MB)具有良好的选择性吸附性能.

金属-有机骨架离子凝胶膜的制备及其在C_(3)H_(6)/C_(3)H_(8)分离中的应用

通过调节反应时间合成出3种不同颗粒大小金属-有机骨架(ZIF-8),并将其与离子液体1-丙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(PmimTf_(2)N)和聚醚共聚酰胺(Pebax 1657)混合制得ZIF-8/IL/Pebax离子凝胶膜,用于对丙烯/丙烷混气体系的分离.通过ZIF-8颗粒与离子液体在Pebax膜中的协同作用,实现了金属-有机骨架(MOF)填料在聚合物基质中高达70%的质量掺杂量,C_(3)H_(6)/C_(3)H_(8)体系的气体分离性能也得到明显提升.研究表明,ZIF-8/IL/Pebax离子凝胶膜相比于Pebax纯膜,C_(3)H_(6)渗透通量提高了385%,达到了227.1 Barrer;同时,C_(3)H_(6)/C_(3)H_(8)的选择性也从3.04提高到了25.11.此外,在不同温度和压力条件下(10~40℃,0.15~0.3 MPa),ZIF-8/IL/Pebax离子凝胶膜均表现出优异的气体分离性能,并表现出了良好的应用前景.

金属有机框架ZIF-8材料及其在电化学析氧反应中的应用研究进展

ZIF-8是近年来新材料领域的研究热点,其拥有较大的比表面积、灵活的化学结构、永久的孔穴和较高的孔隙率,在气体储存、催化和膜分离等领域具有广阔的应用前景。ZIF-8是由金属Zn 2+与2-甲基咪唑反应形成的一种多孔材料。本文重点总结了ZIF-8材料的合成方法,并对其在电化学析氧反应(OER)中的应用进行综述。设计并开发出具有优良性能的ZIF-8及其衍生材料对电化学OER的应用具有重要作用,并进一步对其用于电化学OER存在的机遇和挑战进行了展望。

三维金属有机骨架微孔晶体化合物Cd_5(BTC)_4(H_2O)_8·6H_2O的合成与晶体结构

The title compound,Cd5（BTC）4(H2O)8·6H2O（BTC=1,3,5-benzenetricarboxylate） was synthesized under mild conditions,and its crystal structure was determined by means of single crystal X-ray diffraction.The compound crystallizes in the monoclinic system and belongs to space group P21/c with a=1.022 6（2） nm, b=1.081 4（2） nm,c=2.987 6（6） nm,β=99.437（3） °,V=3.259 1（11） nm3,Z=2,Dc=1.645 g/cm3,Mr=807.23,μ=1.691 mm-1,F（000）=1 544,GOF=1.082,R=0.059 2,wR=0.187 7. Its structure revealed that Cd1 and Cd2 centers are firstly linked with BTC to form wave-like layers,and then the octahedral coordination geometries of Cd3 centers connect the neighboring above layers to construct the 3D framework of Cd5（BTC）4（H2O）8·6H2O having 'Z'-like shaped channels with the greatest dimensions about 2.6 nm viewed along the direction.

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。

金属有机骨架化合物的二氧化碳吸附性能的研究进展

能源与环境是人类生存和发展的必要条件,两者协调发展是社会实现可持续发展的重要保证。近几年来,人类赖以生存的化石燃料所带来的负面影响逐渐受到社会的关注,而化石燃料燃烧所释放出的CO2是造成温室效应的主要原因。因此在低碳经济环境下开发出高效环保的碳捕获和封存技术,对能源循环利用及环境保护起到至关重要的作用。使用胺溶液进行洗涤及吸收CO2是工业上捕获和存储(CCS)最常用的技术之一(例如从电厂烟气中分离CO2),该法可以大幅减少CO2的排放量,但同时也会增大工厂的能源消耗(25%～40%),从而大幅增加额外成本。胺洗涤的其他缺点包括碱溶液对设备的腐蚀、溶剂的损失、大量产热引起的胺降解以及捕获之后不易被分离出来。另一种捕获CO2的方法是采用高温下吸收(化学吸附)的固体材料如碱金属陶瓷、固体胺、层状双氢氧化物或钙基吸附剂,但此类方法的能量消耗和对水分子及其他组分的敏感性限制了其应用范围。此外,采用聚合物或无机膜,在不同的机制下选择性分离混合气体也是一种可行的方法,但很难获得具有高稳定性、高选择性和高通量的薄膜,并且提高膜的吸附分离作用和选择性非常必要。对于固体吸附剂而言,高压下多孔材料对CO2的捕获是以吸附剂与被吸附物相互作用为主,而在低压或低CO2浓度下的选择性捕获主要受吸附剂与被吸附物相互作用以及吸附剂对CO2的化学亲和力两者共同影响。金属有机骨架化合物(MOFs)具有高结晶度、高比表面积和可调的孔隙结构,在气体吸附尤其是CO2捕获方面展示出巨大的潜力。相对于活性炭、沸石等固体吸附剂来说,MOFs具有更高的吸附选择性。将其应用于碳捕获和封存技术中,可以大幅拓宽CO2吸附剂的可选择范围,在提高吸附选择性的同时,也可以有效地降低成本。目前,有望采用MOFs材料捕获CO2的场合包括发电厂的碳捕集、天然气中CH4/CO2的分离、交通工具排放的CO2的收集甚至直接从空气中捕获。因此,研发能够高效吸附分离CO2的MOFs材料对于缓解环境压力意义重大。本文概括了CO2吸附模型的建立方法,提出了几种提高MOFs对CO2捕获量的策略。如提高开放金属位点的密度、掺杂金属或氮原子、调节孔径或进行氨基功能化以及合成MOFs复合材料等,并比较了不同方法对于改善低压条件下CO2吸附量的影响,有望将其应用于捕获燃烧后烟道气、汽车尾气以及其他小型排放源中的CO2。

负载镍的金属有机骨架化合物在温和条件下的储氢性能

利用传统的浸渍法在一种金属有机骨架化合物MIL-101（Cr3F（H2O）2O[（O2C）-C6H4-（CO2）]3·nH2O，n≈25）上负载金属镍，制备了Ni／MIL-101复合材料．通过采用不同的浸渍手段（过量浸渍，等体积浸渍）和不同的还原方法（液相化学还原，固相加氢还原）制得了不同的Ni／MIL-101样品，并考察了这些样品在温和条件（25～100℃，0．01～4MPa）下的储氢性能．结果表明，Ni／MIL-101样品的储氢性能均比MIL-101的储氢性能有所改善．其中，采用过量浸渍和液相化学还原相结合制备的Ni／MIL-101样品的储氢性能最佳，储氢量可达1．02％．

金属-有机骨架化合物为前驱体制备CuO/CeO_2催化剂及在富氢条件下催化CO的氧化

采用金属-有机骨架化合物(MOFs)Ce(1,3,5-BTC)(H2O)6为前驱体浸渍Cu2+离子后焙烧得到CuO/CeO2催化剂(B系列),并应用于富氢气氛中CO优先氧化反应(CO-PROX).通过与CuO/CeO2催化剂(A-600)对比发现,不同的MOFs前驱体对催化剂铜活性物种的分散程度有很大影响.X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和氛气程序升温还原(H2-TPR)等表征均证明B系列催化剂表面铜有聚集现象,由此增加了催化剂的抗H2O和CO2性能.

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。

金属有机骨架化合物催化合成不对称有机碳酸酯(英文)

金属有机骨架化合物(MOFs)是通过过渡金属和有机配体的自组装形成的一类新型材料,具有高表面积、多孔性、孔尺寸可调等优点,在催化、分离和气体储存等方面得到广泛应用.用三种不同方法制备了金属有机骨架化合物,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和红外(IR)光谱等方法进行了表征.结果表明,用不同方法制备的MOFs表现出不同的结构和形貌,用直接混合法制备的MOFs是有效的催化碳酸二乙酯与醇酯交换制备有机碳酸酯的多相催化剂.系统地考察了反应时间、反应温度、催化剂用量和底物摩尔比对反应的影响,结果表明,碳酸二乙酯与芳香醇、脂环醇、脂肪醇和杂环醇均能以100%选择性高产率地合成有机碳酸酯,固体催化剂经简单离心分离可重复使用至少2次.

ZIF-68金属有机多孔骨架材料的催化性能

以咪唑类金属有机多孔骨架材料ZIF-68为载体,采用浸渍法制备了Pd/ZIF-68负载型催化剂。采用XRD、N2吸附-脱附等方法对Pd/ZIF-68进行了表征,并考察了Pd/ZIF-68在苯乙烯选择加氢反应中的催化性能及抗氮、抗硫性能。结果表明,Pd/ZIF-68可有效地催化苯乙烯选择加氢反应,并呈现出良好的抗氮性能。Pd/ZIF-68的催化活性与反应时间、反应温度、反应压力及Pd的负载量等有着密切关系。

金属-有机骨架化合物在电化学中的应用研究进展

近年来,能源问题愈演愈烈,金属-有机骨架化合物(MOFs)在电化学中的应用逐渐成为人们关注的焦点。综述了近年来金属-有机骨架化合物在可充电电池、燃料电池、超级电容器、电化学传感器等电化学领域中的应用研究进展,提供了未来在电化学领域研究的应用前景与展望。

金属有机骨架化合物作为高能钝感材料的研究进展

通过配位化学合成得到的金属有机骨架化合物(MOFs)在气体贮存、分子分离、催化以及药物缓释等领域具有广阔的应用前景。近年来,MOFs在含能材料领域,特别是在高能钝感材料领域的应用潜力日益突出。按照MOFs空间骨架结构的分类,分别综述了一维、二维以及三维MOFs材料的合成及表征,着重讨论了不同空间结构的MOFs材料所具有的能量特性和钝感特性。可以预见,含能MOFs将为设计与合成新一代高能、低感度的绿色含能材料提供一个崭新的研究思路。

氨基修饰MIL-101金属-有机骨架化合物的制备、表征及其对Knoevenagel反应的催化性能

采用后处理法将氨基接枝到具有开放金属位的金属-有机骨架化合物MIL-101上,利用XRD、N2吸附—脱附、元素分析等手段对材料进行了表征,并考察了其对Knoevenagel反应的催化活性.结果表明,在不破坏母体骨架结构的同时,氨基被成功地引入MIL-101骨架结构中;氨基修饰的MIL-101对Knoevenagel反应具有很高的催化活性:当催化剂量为0.05 g、反应时间为1 h时,苯甲醛的转化率可以达到97%,并且材料在循环使用过程中不存在氨基流失的情况.

ZIF-8金属有机骨架吸附分离辛烷同分异构体研究

航空汽油基础油中少量的正烷烃是导致航空汽油基础油辛烷值较低的根本原因。本项目利用ZIF-8金属有机骨架对辛烷同分异构体的单组分、双组分穿透实验进行了研究,考察了温度、压力、组成对吸附平衡的影响。研究表明:正辛烷单组分吸附等温线符合兰缪尔等温模型。由2,2,4-三甲基戊烷与正辛烷的二元穿透实验可知,在本实验条件下,正辛烷能够实现与2,2,4-三甲基戊烷的完全分离,且ZIF-8对二元混合物中正辛烷的吸附量接近于单组分正辛烷的吸附量。实验同样表明:尽管随二元混合物中正辛烷含量的降低分子筛对正辛烷的吸附选择性降低,但当混合物中正辛烷体积分数低于2,2,4-三甲基戊烷的体积分数时,该分子筛也能对正辛烷实现完全分离。

金属有机骨架化合物在CO_2捕集中的研究进展

日益严重的"温室效应"引起了全世界对CO_2减排技术的关注。金属有机骨架化合物(MOFs)因具有结晶度高、比表面积高、结构可控等优点,在气体吸附尤其是CO_2捕集等方面展示出广阔的应用前景。本文对近年来MOFs材料上CO_2吸附性能的研究进展进行了详细的综述,分析了比表面积、孔容及吸附热等因素对材料吸附分离性能的影响,总结了提高MOFs材料CO_2吸附性能,特别是低压吸附性能的方法,指出了MOFs作为CO_2捕集材料的不足之处和将来的研究方向。

金属有机骨架化合物PCN 222对酶抑制法的增敏研究

合成了一种命名为多孔配位网络结构222(PCN 222)的金属有机骨架化合物(MOFs),并将其用作农药残留检测中酶抑制法的新型增敏剂。对所制备的PCN 222微观形态、结构、X射线衍射(XRD)和热稳定性进行了系统表征。证明该MOFs是一种多孔的棒状结构(棒状结构主轴为六面体),并具有大的表面积和强的热稳定性。基于PCN 222的性能,在有机磷农药快检中添加PCN 222材料,增强了传统酶抑制法的灵敏性。为进一步研究,将毒死蜱选为模型分析物,在最佳条件下,吸光度变化量提高了68.8%(3 min内)。此外,该方法具有简单、快速、成本低的优点,为复杂样品基质中有机磷农药的测定提供了一种实用工具。

金属有机骨架化合物微固相萃取在酚类污染物分析中的应用

以异烟酸、对苯二甲酸为配体,Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)为中心离子,合成了三种金属有机骨架化合物MOF[Cu(4-C_5H_4N-COO)_2(H_2O)_4]、MOF[Co(4-C_5H_4N-COO)_2(H_2O)4]和MOF-5结合扫描电镜、红外光谱、X射线衍射对其进行表征,并进一步用于水样中酚类污染物的萃取,建立了金属有机骨架化合物微固相萃取联用高效液相色谱分析河水中酚类化合物的分析方法,线性范围50~800μg/L,加标回收率81.80%~106.51%,相对标准偏差6.9%~13%。

金属-有机骨架MIL-101(Cr)掺杂聚合物整体柱的制备及其用于酚类化合物的在线固相萃取

制备了金属-有机骨架(MOF) MIL-101(Cr)掺杂聚合物整体柱,建立了在线固相萃取-高效液相色谱检测水中4-硝基苯酚、2-硝基苯酚、3-甲基苯酚和2,4-二氯苯酚的方法。考察了样品溶液pH值、上样时间、上样流速和解吸时间对酚类化合物萃取效果的影响。在最优萃取条件下,采用制备的整体柱检测水中酚类化合物,其富集因子高,线性范围宽,精密度好,检出限低,适用于水中酚类化合物的检测。制备掺杂聚合物整体柱是促进和拓宽MOFs在线固相萃取应用的有效方法之一。