基于5-氨基烟酸的锰金属有机框架的合成、结构及荧光传感性质

室温下,通过溶液法将5-氨基烟酸(5-Hana)与MnCl_(2)反应,成功合成了一例新的三维Mn(II)金属有机框架[Mn_(2)(5-ana)_(4)(H_(2)O)]n(命名为Mn-MOF)。通过X射线单晶衍射、X射线粉末衍射、元素分析、红外光谱、热重分析、紫外-可见光谱和荧光光谱法对配合物的结构和性质进行表征。结构分析表明,配合物属单斜晶系,具有双节点(2,8)-c配位网络结构,其中[Mn_(2)(CO_(2))_(2)(H_(2)O)]二聚单元作为8-连接节点,5-ana-配体作为2-连接节点。分子范德瓦耳斯表面静电势(ESP)分析表明,5-ana-配体的第一反应位点在羧基氧原子附近,ESP最小值为-143.37 kcal·mol^(-1),第二和第三反应位点分别位于吡啶环和氨基氮原子附近。Mn-MOF常温下具有良好的热稳定性。荧光光谱测试显示配合物在256 nm光激发下的最大发射波长为402 nm。更重要的是,Mn-MOF可以通过荧光猝灭实现对Fe^(3+)的选择性识别,且猝灭效率达到98.71%,可作为潜在的荧光探针分析水溶液中的Fe^(3+)。

金属-有机框架MOF-5的制备与表征

金属-有机框架是当今国际上无机化学领域的研究热点之一。设计了一个无机化学实验,即金属-有机框架MOF-5的制备及其结构表征。该实验将过渡金属盐的制备、金属-有机框架的合成和现代仪器分析技术相结合,由X射线粉末衍射对比单晶模拟谱来确定产物的结构及相纯度,并就MOF-5对N2的吸附性能进行了研究。

金属-有机框架化合物在制备5-羟甲基糠醛中的应用进展

5-羟甲基糠醛(5-HMF)被认为是可由生物质原料制备、最具价值和潜力替代石化工业中基础化学品的生物基化合物,可用来制备诸多高附加值的化学品。金属-有机框架化合物(MOFs)具有独特的孔结构和极高的催化性能,在生物质催化转化领域拥有潜在应用价值。介绍了5-HMF的性质、用途及MOFs的合成和应用,综述了生物质制备5-HMF的主要途径以及MOFs在制备5-HMF中的应用进展,并展望了未来的研究方向。

3,5-二硝基苯甲酸功能化的金属有机框架CAU-10-NH-DNBA荧光检测硫化氢

设计合成了一种基于3,5-二硝基苯甲酸功能化的金属有机框架CAU-10-NH-DNBA荧光探针,可直接用于H_(2)S的检测.首先,以三氯化铝和5-氨基间苯二甲酸为原料,在溶剂热条件下合成了金属有机框架CAU-10-NH_(2);然后,在水溶液中,以CAU-10-NH_(2)和3,5-二硝基苯甲酸(DNBA)为原料,在偶联剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的共同作用下,合成了CAU-10-NH-DNBA.采用红外光谱、X射线衍射谱、固体核磁共振波谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜对其进行了表征.结果表明,CAU-10-NH-DNBA的激发和发射波长分别为320和412 nm;H_(2)S可使CAU-10-NH-DNBA荧光增强;并考察了pH值、时间和温度对检测效果的影响.在最佳实验条件下,CAU-10-NH-DNBA对H_(2)S的检出限为2.43μmol/L,线性范围为3.9~62.5μmol/L,具有选择性高的优点.该探针可应用于人血清样品中H_(2)S含量的检测,样品回收率为94.5%~96.1%.

金属有机骨架材料MOF-5上噻吩硫化物的吸附分离

将金属有机骨架材料应用于燃油深度脱硫研究。采用水热法合成了金属有机骨架材料MOF-5,利用XRD、N2吸附和SEM等技术对其结构进行了表征。通过测定固定床吸附穿透曲线,考察了模型燃油类型对MOF-5吸附分离噻吩效果的影响。结果表明,MOF-5对硫化物的吸附容量超过了文献报道;在脂肪油中其穿透容量和饱和容量质量分数分别为0.90%和1.92%,在芳香模型物质中其穿透容量和饱和容量质量分数分别为0.64%和1.72%。通过采用与活性炭分层填装吸附柱技术,解决了溶解水对脱硫的影响,为吸附脱硫技术提供了新思路。

金属有机骨架材料MOF-5的制备及其吸附CO_2性能研究

利用水热法,通过调变水热温度和活化方法得到具有不同结构的金属有机骨架材料MOF-5。结果显示,所制备的MOF-5产量随着水热温度的升高先增加后减少,最佳水热温度为130℃,此时吸附CO_2性能最佳,重量吸附量为1.8%(质量分数)。进一步分别采用三氯甲烷和乙醇对制备的MOF-5进行活化,经活化的样品吸附CO_2性能最好,CO_2吸附容量相应的从1.8%(质量分数)增加到3.76%(质量分数),而且吸附剂在5个吸附/脱附周期内仍然保持较高的吸附容量;样品经XRD、SEM和BET检测分析表明,制备的MOF-5具有高的比表面积、孔隙率及吸附性能好的特点,有望进一步应用在储氢和环境保护等方面。

微波辅助合成法制备金属有机骨架材料MOF-5的研究

以六水合硝酸锌和对苯二甲酸为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,通过微波辅助合成的方法制备了金属有机骨架MOF-5晶体。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热失重(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等对晶体的表面形貌、晶体结构及热稳定性等进行了表征。结果佳合成工艺条件:反应温度为130℃,反应时间为60 min,微波辐射功率为100 W,此时合成的MOF-5晶体为规则的立方体结构,粒径均匀,大小约在20~40μm。反应温度升高或降低均不利于合成规则形态的晶体;反应时间太短,晶体产率太低,延长反应时间对晶体的结构与性能影响不大,但会使产率提高;微波辐射功率对晶体的表面形貌、结构和性能有较大影响。

金属有机骨架配合物MOF-5的合成及其储氢研究

金属有机骨架配合物是催化、分离、储存气体的理想材料，尤其在储存气体方面更是得到人们的广泛认可。MOF-5具有较高的比表面积、均一的孔道结构，较大的孔客积，并表现出良好的储氢性能。在P-C-T装置上研究了MOF-5储氢性能，发现这种材料在77K的储氢量这到质量分数1．91％，低于文献[2]报道的储氢值。研究证明。溶剂分子对孔道的堵塞是影响MOF-5储氢容量的关键因素。选择适当的活化条件脱除溶剂分子，是提高氢吸附容量的关键。

金属有机骨架材料MOF-5的合成及吸附性能

采用水热合成法制备MOF-5晶体,实验结果表明以二甲基甲酰胺为溶剂,Zn2+/对苯二酸摩尔配比为2.7的混合液在130°C下水热反应4 h可得到规则的立方体结构的MOF-5晶体.XRD和FTIR表明制备的晶体为MOF-5晶体,且以桥式单氧单齿型配位模式.MOF-5具有较好的吸附N2的性能,但是在有氧气存在条件下会干扰N2的吸附.

Fe^(3+)协同Ni基金属-有机框架提升电催化析氧反应活性的研究

采用溶剂热法合成了金属-有机框架材料(phen-Ni),然后通过掺杂异金属Fe^(3+)制备了Fe@phen-Ni电催化剂。利用X射线单晶衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等对催化剂的物相、形貌及各成分化学状态进行表征。利用线性扫描伏安法(LSV)和电化学阻抗谱(EIS)等研究了Fe@phen-Ni催化剂的电催化析氧(OER)性能。结果表明,当电流密度为10mA/cm^(2)时,Fe@phen-Ni的OER过电位为333mV,与phen-Ni相比显示出更优异的OER催化活性。Fe@phen-Ni电催化活性的提高归因于Fe^(3+)的引入,这不仅增加了电催化剂的活性位点,而且由于Fe^(3+)和Ni^(2+)的协同作用,促进了电子转移,从而提高了电催化活性。该工作不仅证实了异金属离子的掺杂有利于提高电催化析氧活性,而且为基于金属-有机框架材料制备电化学OER催化剂提供了新的思路。

不同方法合成金属有机骨架材料MOF-5的比较研究

针对金属有机骨架材料MOF-5的制备,采用了水热合成法、直接加入法以及在直接法中额外滴加H_2O_2的3种方法分别合成MOF-5晶体。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)以及热重分析仪(TG)等仪器对MOF-5晶体进行了表征。研究了不同合成方法对其结构、形貌及热稳定性等性质的影响。结果表明:3种方法所制备的晶体XRD衍射峰与文献中MOF-5晶体的特征峰相符,即均可合成MOF-5晶体。但SEM、FTIR以及TG结果表明:水热法合成的晶体具有粒径较小和结构规则的特点,但热稳定性较差;其余2种方法合成的产物为微米级无规则聚集状晶体,与水热法相比晶体性质有一定差异。此外,滴加H_2O_2有助于晶粒的快速形成以及晶粒分散。

金属有机骨架材料MOF-5的制备及其在染料废水治理中的应用研究

金属有机材料骨架的多样性使其在染料废水治理中有很多的优越性。本文中,以六水合硝酸锌、DMF、对苯二甲酸、三乙胺为原料,通过溶剂热法合成MOF-5材料采用电镜法进行表征,实验结果表明:所制得样品MOF-5材料呈颗粒状。以得到的材料作为吸附剂吸附水溶液中的亚甲基蓝,以吸附量为主要评价指标,通过分光光度法测试。结果表明:在p H=7、溶液初始浓度为40 mg/L、吸附剂添加量为5 mg、震荡时间为90 min,饱和吸附量达到50 mg/g。

金属-有机框架催化剂催化解聚木质素生产酚类单体及其衍生物研究进展

木质素是世界上唯一可生产芳香族化合物的可再生资源。金属-有机框架(MOFs)具备金属节点、有机配体和孔结构可灵活功能化的优势,利用MOFs催化木质素高效解聚制备高值酚类单体及其衍生物是木质素资源化利用的最有前景的途径之一。本文介绍了木质素的种类与结构特点,以及MOFs的结构和合成策略,以酚类单体及其衍生物为目标产物,着重介绍了木质素解聚生产酚类单体及其衍生物环烷烃、环己醇的最新进展,并对木质素解聚过程中化学键断裂、官能团加氢脱氧机理进行了归纳。最后,总结了当前MOFs催化木质素解聚存在的问题,并提出了未来可能的发展方向。

开放体系中动态溶剂热法合成金属-有机框架材料MOF-808及性能研究

金属-有机框架材料(MOFs)材料具有大的比表面积,高的孔隙率,易于调变的孔道尺寸和表面化学环境,展现出巨大的应用前景。然而常用的晶化釜溶剂热法产率低、能耗高,难以实现工业化大批量生产。采用常压开放体系,在动态条件下实现了MOF-808的高效合成。详细考察了不同合成温度及合成时间的影响,通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、N;-吸脱附及热重等手段对样品的结晶度、形貌、孔道结构及稳定性进行表征。结果表明:在130℃,5h的条件下即可合成得到尺度均一、结构规整的高结晶度MOF-808。得到的MOFs材料具有超过1000m^(2)/g的比表面积和超过0.50cm^(2)/g的孔体积,且具有高的热稳定性。该方法突破了晶化釜产量的限制,大大缩短了MOF材料的合成时间,提高了合成速率。

基于3,3′,5,5′-四咪唑基联苯配体的Zn(Ⅱ)金属有机骨架及其吸附性能

选用刚性3,3′,5,5′-四咪唑基联苯(L)作为主配体,分别辅以4,4′-联苯二羧酸(4,4′-H_(2)BPDC)和4,4′-氧二苯甲酸(H_(2)OBA)为第二配体,在水热条件下,成功制备了2种基于Zn的金属有机骨架,即[Zn_(2)(L)(BPDC)_(2)]·H_(2)O(1)和[Zn_(2)(L)(OBA)_(2)]·6H_(2)O(2)。单晶X射线衍射表征结构显示:1和2均为(4,4)-连接的二节点的双重贯穿的新型3D孔道结构,其中2具有一定的孔隙率。活化的2(2′)的吸附性质表明其对H_(2)O和EtOH具有选择性吸附。

金属-有机框架材料在超级电容器中的优势和进展

金属-有机框架(Metal-organic framework,MOF)材料因其出色的比表面积、众多的活性位点、可调的孔径范围和灵活的框架结构,在气体分离、储能和催化等领域发挥着重要的作用.近年来,采用高表面积、永久孔隙以及包含固有的氧化还原活性位点的MOF材料作为超级电容器的电极材料引起了研究者们的关注.本文主要从MOF在超级电容器领域的研究出发,着重介绍了其性能和结构对超级电容器电化学性能的影响,阐述了关于MOF性能调控和结构设计的研究进展.首先,MOF的电导率是影响超级电容器能量密度和功率密度的一大关键性能,而其材料的特殊结构又直接影响了导电率.其次,MOF丰富的活性位点和可调的孔径尺寸等特点都为其导电性能的提升创造了条件.此外,MOF的结构稳定性与超级电容器的循环性能密切相关,稳定结构的构建是增强超级电容器循环性能的重要前提.最后,对MOF未来在超级电容器领域中的研究进行了展望,结构的调控仍然是这一领域的重要研究方向.

金属-有机框架抗菌材料的研究进展

金属-有机框架(MOFs)具有结构可调、丰富的金属活性位点等特性,作为抗菌材料引起了学者们的广泛关注。介绍了MOFs的抗菌机理,总结了MOFs及其与金属纳米颗粒、抗生素、膜、纤维、凝胶复合抗菌材料的应用研究现状,指出了MOFs抗菌材料的研究方向。

磁性金属-有机框架复合材料作为抗癌药物载体的研究进展

金属-有机框架(MOFs)凭借其高孔隙率和大比表面积所带来的载药空间,成为药物递送领域研究的热点。近年来,兴起了一种新型磁性框架复合材料(MFCs),MFCs保留了MOFs的载药率和生物安全性较高的性能,同时增加了磁靶向和磁热疗性能。本文对MFCs的制备方法、种类、作为抗癌药物载体的特点以及药物递送时的作用方式进行综述,并对MFCs在实际应用中面临的挑战进行总结,以期为未来的研究工作提供参考依据。

金属有机框架化合物ZIF-8基于QuEChERSGC-MS/MS测定禽蛋中21种有机磷农药

基于改良QuEChERS前处理方法结合气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS),建立了禽蛋中21种有机磷农药残留量的检测方法。样品经乙腈提取,金属有机框架材料-沸石咪唑酯骨架(ZIF-8)净化,用GC-MS/MS测定,采用HP-5ms柱进行分离,电子轰击离子源(EI)多反应监测模式(MRM)检测,以空白基质提取液匹配标准溶液外标法定量。结果表明:21种有机磷农药的仪器检出限(LOD)在0.1〜5.6μg/kg之间,方法定量限(LOQ)在0.3〜9.6μg/kg之间,相关系数(R^(2))均在0.9959以上;在10、20和40μg/kg 3个添加水平下,21种有机磷农药在禽蛋中的平均回收率在85.9%〜118.0%之间,相对标准偏差在1.3%〜5.2%之间(n=6)。该方法快速、操作简便、灵敏度高、准确,在禽蛋中有机磷农药残留检测中具有良好的应用前景。

金属-有机框架材料催化析氧反应的研究进展

面对日益严峻的环境问题,我国提出了“碳中和、碳达峰”的宏伟目标,清洁能源是实现双碳目标的有效手段之一。电解水制氢是一种制备清洁能源的重要方法,然而,电解水过程中析氧反应的缓慢动力学和较高过电位是妨碍水裂解效率的关键因素。金属–有机骨架材料(metalorganic framework,MOF)由于其规整的微观结构、较大的比表面积和可调的孔径等优点,被认为是电解水制氢的优异催化剂。综述了MOF材料用于催化析氧反应的最新研究进展,分析了该类材料的设计策略和催化机制。系统归纳了MOF基催化剂的各种调制策略,包括结晶度调制、电子调制、缺陷调制以及形态调制,并且对MOF材料作为析氧反应催化剂面临的挑战和机遇做出了展望。