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。

核-壳型磁性金属有机骨架材料Fe_3O_4@IRMOF-3的合成、表征及其催化反应研究

以Fe3O4为核心,以IRMOF-3为壳层,采用层层包裹的方法制备了核-壳结构的磁性Fe3O4@IRMOF-3材料。用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、及扫描电镜(SEM)等手段对材料进行表征,并考察了材料在Knoevenagel缩合反应中的催化反应性能。实验结果表明,Fe3O4@IRMOF-3材料呈现出Fe3O4和IRMOF-3的双重功能,既可以磁性分离,又具有IRMOF-3的晶体结构、孔结构和催化性能,在Knoevenagel缩合反应中表现出较好的催化活性、选择性和稳定性。

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。

Fe_(3)O_(4)与ZIF-9复合催化剂的制备及其快速降解亚甲基蓝的研究

为了提高水中有机染料的降解速率,采用超声和溶剂热法制备Fe_(3)O_(4)/ZIF-9复合催化剂,该催化剂为立方状的金属有机骨架ZIF-9且表面附着有类球形Fe_(3)O_(4)颗粒.Fe_(3)O_(4)的加入为ZIF-9提供了更多的成核位点,同时Fe_(3)O_(4)/钴盐比例的变化也会影响ZIF-9的成核与生长.当Fe_(3)O_(4)/钴盐摩尔比为1∶1时,该催化剂在30 min内对亚甲基蓝的降解率达到95.1%,催化反应10 min的伪一阶动力学常数达到0.101 min^(-1),在pH为5~9范围内保持稳定的高催化性能.X射线光电子能谱(XPS)结果表明铁和钴位点之间存在电子转移,并且钴和铁的协同作用可以降低钴的还原电位,从而加速钴的价态变化,提升催化速率.电磁共振实验(EPR)结果显示该催化剂可以活化过一硫酸盐生成单线态氧(^(1)O_(2))、硫酸根自由基(SO-4·)和羟基自由基(·OH),进一步通过活性因子淬灭实验发现其中单线态氧为主要活性物种.由此可知,Fe_(3)O_(4)/ZIF-9通过铁和钴位点的氧化还原循环催化PMS不断生成^(1)O_(2)、·OH和SO^(-)_(4)·,共同将亚甲基蓝分子降解成二氧化碳和水.此外,磁滞回线测试(VSM)结果显示,该复合材料饱和磁化强度值为7.6 A·m^(2)·kg^(-1),表明Fe_(3)O_(4)能赋予复合催化剂良好的铁磁性,同时该催化剂循环使用4次后仍保持较高的降解率,表明该复合催化剂具有良好的回收性能和重复使用性能.本研究为有机染料等污染物的治理提供了新的技术和材料支撑.

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.

磁性Fe_(3)O_(4)@UIO-66-NH_(2)材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附

用水热法合成Fe_(3)O_(4),用巯基乙酸(MAA)对Fe_(3)O_(4)纳米粒子进行官能团疏基化,然后以UiO-66为模板制备出磁性金属有机骨架材料Fe_(3)O_(4)@UIO-66-NH_(2),并对亚甲基蓝进行吸附,使用扫描电镜、透射电镜等对制备的磁性材料进行表征,考察材料用量、振荡时间、pH等因素对材料吸附性能的影响。结果表明当亚甲基蓝初始浓度为4.00 mg/L、材料用量为4 mg、振荡时间为90 min、pH为9时,Fe_(3)O_(4)@UIO-66-NH_(2)对亚甲基蓝的吸附效果较佳,吸附率为45.67%,吸附量为15.03 mg/g。

利用混合配体构筑3d-4f骨架:水热合成、结构和磁性研究(英文)

在水热条件下通过混合配体合成了一个3d-4f配位聚合物:[DyCo(2,3-pydc)2(C2O4)0.5(H2O)3].3H2O。通过单晶X-射线衍射仪确定了该配合物的结构信息,进一步利用元素分析、红外光谱、热重对其进行了表征,测定了配合物的磁性质。

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。

TPPO辅助配位形成的3d-4f氰基桥连YbFe和YbCo配合物的合成及单分子磁性对比研究

近年来,越来越多的单分子磁体(SMMs)体系被探索出来,尤其关于DyⅢ、HoⅢ、ErⅢ等稀土离子组装而成的SMMs的研究取得了阶段性的进展,但目前对YbⅢ的系统性和比较性的研究较少.基于此,为探究YbⅢ配合物的组成和结构对磁弛豫性能的影响,本研究合成并表征了两种氰基桥连3d-4f一维链状配合物{[Yb(TPPO)4][Fe(CN)6]}(H2O)(简写为1YbFe,其中TPPO为三-(N,N-四亚甲基)磷酰胺)和{[Yb(TPPO)4][Co(CN)6]}(H2O)(简写为2YbCo).粉末X线衍射表明两种化合物均有较高的纯度,单晶X射线衍射结果显示两种化合物局部配位几何结构均为八面体(Oh)构型.磁性研究证明零场下配合物1YbFe和2YbCo存在量子隧穿(QTM)效应,交流磁化率不表现出频率依赖性.在外加2 kOe直流场下,QTM效应被抑制.当温度降低至7 K以下时,化合物1YbFe的交流磁化率虚部χ″表现出明显的频率依赖性,在f=1000 Hz下,在温度为3 K处出现峰值.化合物2YbCo的虚部χ″在温度为4 K(f=1000 Hz)和3 K(f=100 Hz)处出现易于分辨的峰值,也表现出明显的频率依赖性.经对比研究表明,直流场诱导产生的磁弛豫现象主要来源于稀土YbⅢ离子.在相同交流场频率下,化合物2YbCo的虚部峰值温度高于1YbFe,应归因于抗磁性CoⅢ取代顺磁性[FeⅢ]LS时减弱了对稀土YbⅢ离子的横向涨落场.

六氟磷铵阴离子对类salen 3d-4f异核金属配合物结构的影响及其磁性研究(英文)

利用邻香兰素缩1,3-丙二胺为配体合成了两类salen 3d-4f异核金属配合物。它们分别是双核配合物[Dy(CuL)Cl2(H2O)2(MeOH)]·MeOH·Cl(1)和三核螺旋桨结构配合物[Dy(CuL)2Cl(MeOH)2]·PF6·CH2Cl2(2)。配合物2中六氟磷铵阴离子作为结构调节剂不仅可以平衡电荷,而且可以调节结构,使配合物呈现新颖的双刃螺旋桨结构。此外对配合物1和2的分子磁性研究表明,二者都体现铁磁性相互作用。

两个基于[Fe(bpca)(CN)_3]-的一维3d-4f异金属配合物的合成和晶体结构(英文)

以[(bpca)Fe(CN)3]-(bpca=二(2-吡啶羰基)酰胺阴离子)为构筑基元,设计合成了2个新颖的3d-4f异金属配合物,{[(bpca)Fe(CN)3Pr(H2O)5]Cl2}n(1)和{[(bpca)2Fe2(CN)6Pr(H2O)6]Cl.4H2O}n(2),并测定了它们的晶体结构。化合物1的晶体属正交晶系,Pnma空间群;而化合物2属三斜晶系,P1空间群。在这2个化合物中,[(bpca)Fe(CN)3]-和[Pr(H2O)x]3+(1,x=5;2,x=6)交替排列形成一维链状结构,并通过π-π堆积作用、氢键作用及分子间短距离相互作用形成三维网络结构。

Cu改性ZIF-67衍生的Co_(3)O_(4)/C催化剂的CO-SCR脱硝特性

采用CO气体对NO进行选择性催化还原(CO-SCR)是一种有前景的脱硝技术.目前已报道的CO-SCR催化剂的脱硝特性主要是在无氧条件下开展的研究,考虑到实际应用情况,探究一种在有氧环境中具有较高脱硝效率的催化剂是很有必要的.作为一种新型功能性材料的金属有机骨架是脱硝催化剂的优良载体,其中ZIFs系列具有优良的性能.引入Cu对ZIF-67衍生的Co_(3)O_(4)/C进行改性,通过浸渍法在载体上负载铜后,热解氧化获得一系列CuOx/Co_(3)O_(4)/C催化剂.利用ICP、SEM、XRD、TEM、TGA、XPS、BET和H2-TPR等技术对催化剂的物理化学性质进行表征,结果表明,由于Cu的引入增加了表面的氧空位,改善了氧化还原能力,进而提高了催化剂脱硝活性.在制备的一系列催化剂中,8.0 CuOx/Co_(3)O_(4)/C在300℃时即可达到约95%NO转化率,并且其N2选择性也达到98%.

Fe_(3)O_(4)@MIL-101(Fe)类芬顿降解盐酸四环素性能研究

通过水热合成法制备了Fe_(3)O_(4)@MIL-101(Fe)复合材料。采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和X射线衍射仪对其表面形貌和结构进行表征;以盐酸四环素(TC)为目标污染物,考察了反应温度、H_(2)O_(2)浓度、Fe_(3)O_(4)@MIL-101(Fe)投加量和pH对TC降解的影响和在不同离子存在条件下对TC降解性能的影响进行了探讨。结果表明:Fe_(3)O_(4)@MIL-101(Fe)晶体结构完整、结晶度良好、并呈现典型的八面体结构;当TC初始浓度100mg/L,反应温度40℃,H2O2浓度20mmol/L,Fe_(3)O_(4)@MIL-101(Fe)投加量0.15g/L,TC溶液初始pH5时,TC的降解率达到89.50%;5次循环实验后,Fe_(3)O_(4)@MIL-101(Fe)对TC的降解率仍达56.51%,具有较高的降解性能和再利用性能。因此,Fe_(3)O_(4)@MIL-101(Fe)降解TC废水具有良好的应用前景。

纳米复合材料Fe_(3)O_(4)@MIL-100(Fe)对亚甲基蓝的吸附

采用溶剂热法来合成Fe_(3)O_(4)@MIL-100(Fe)纳米材料,通过红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱和磁性等多种方法表征测试。从测试结果能够得知MIL-100(Fe)成功包覆在Fe_(3)O_(4)上。用Fe_(3)O_(4)@MIL-100(Fe)纳米材料作为吸附剂吸附亚甲基蓝溶液,考察了振荡时间、溶液pH、吸附剂用量、亚甲基蓝水试剂浓度等因素对吸附过程的影响。结果表明:振荡时间为40 min、pH为8、Fe_(3)O_(4)@MIL-100(Fe)微球用量为4 mg、亚甲基蓝水试剂浓度为6 mg·L^(-1)时为最佳条件,最大饱和吸附量为9.6886 mg·g^(-1)。此外动力学与热力学结果表明室温下利于反应进行且符合准一级动力学模型。

含有交织双螺旋链的3d-4f超分子配合物的组装

通过使用Schlenk技术将零维异双核[{LNi(MeOH)2}Gd(NO3)3]·2MeOH(H2L=N,N’-bis(2-hydroxy-3-methoxybenzylidene)-1)金属配合物与LiTCNQ(TCNQ=7,7,8,8-TetraCyanoquinodimethan)反应,合成了一种新的零维3d-4f希夫碱钆镍异四核配合物[Ni(MeO)Gd(NO3)2L]2,并采用元素分析、红外、热重及单晶X射线衍射等技术对其进行了表征。标题配合物中的钆镍四核金属亚单元通过氢键相连形成左手与右手的超分子螺旋链,不同手性的螺旋链通过共享钆离子而交替相连,并且构筑成一个消旋的二维交织螺旋层,该螺旋层最终凭借螺旋层与螺旋层间的π…π相互作用形成了三维的超分子网络结构。

Fe_3O_4@MOF纳米复合材料高效催化降解废水中罗丹明B

通过共沉淀法分步合成Fe_3O_4/Cu_3(BTC)_2金属有机骨架(MOF)纳米复合材料,并对材料进行了傅里叶红外光谱、X射线衍射、透射电镜和磁化强度表征。结果表明,复合纳米材料具有较好的晶形和磁性,易于分离。在初始溶液pH为5.6、反应温度为40℃、H_2O_2浓度为0.1 mol/L时,0.2 g/L Fe_3O_4/Cu_3(BTC)_2复合纳米材料对质量浓度10mg/L的RhB的脱色率大于98.8%。通过猝灭实验,提出·OH自由基是参与催化降解反应的主要活性中间体。基于经济、高效的催化降解能力和易于分离,Fe_3O_4/Cu_3(BTC)_2MOF材料可用于染料废水中RhB的催化降解去除。

g-C3N4/Ti-MOF复合材料的合成及其光催化性能

采用快速微波合成法合成了Ti-MOF(MOF,金属有机骨架材料),并在其基础上合成新型可见光响应光催化剂g-C3N4/Ti-MOF。通过X射线衍射、扫描电镜、EDS能谱仪、傅里叶变换红外光谱、N2吸附-脱附和紫外-可见漫反射光谱等手段对其进行表征,同时光催化还原Cr(Ⅵ)研究g-C3N4/Ti-MOF的光催化性能。结果表明,g-C3N4/Ti-MOF复合光催化剂在150 min内能还原92%的Cr(Ⅵ),远远高于g-C3N4和Ti-MOF;同时g-C3N4/Ti-MOF复合光催化剂经过4次循环实验后仍能保持较稳定的光催化活性。最后提出了g-C3N4/Ti-MOF复合材料光催化还原Cr(Ⅵ)的可能机理。

新型键联异质结CoMOF-g-C_(3)N_(4)-COOH用于可见光光解水产氢反应

基于钴金属有机骨架(CoMOF)和羧基化g-C_(3)N_(4)-COOH,设计合成了依靠化学键连接形成异质结界面的新型光催化剂CoMOF-g-C_(3)N_(4)-COOH。CoMOF-g-C_(3)N_(4)-COOH异质结材料具有优异的可见光下光解水制氢性能,产氢速率达到233μmol/(g·h),与传统静电吸附合成的CoMOF-g-C_(3)N_(4)或纯g-C_(3)N_(4)-COOH相比,性能大幅提升。这是由于CoMOF/g-C_(3)N_(4)异质界面处化学键的设计构建,促进了光生载流子的传递,能够有效抑制电荷-空穴的复合。该工作证明了复合催化剂异质界面处成键对光生电子高效转移的作用,为设计高效光解水产氢的MOF基材料提供了新的思路。

基于g-C_(3)N_(4)-UiO-66复合物修饰电极的电化学发光传感器用于测定水中邻苯二酚的含量

利用锆金属有机骨架(UiO-66)与半导体石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))复合可形成异质结结构,构建了一种基于g-C_(3)N_(4)-UiO-66复合物修饰电极的电化学发光传感器用于水中污染物邻苯二酚的检测。分别合成g-C_(3)N_(4)和UiO-66,将二者充分研磨、煅烧后,得到g-C_(3)N_(4)-UiO-66复合物。以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂配制1.0 g·L^(-1)的g-C_(3)N_(4)-UiO-66分散液,分取3.0μL,用滴涂的方式修饰到处理好的玻碳电极(GCE)表面,自然晾干后,得到g-C_(3)N_(4)-UiO-66修饰的GCE(g-C_(3)N_(4)-UiO-66@GCE)。以g-C_(3)N_(4)-UiO-66@GCE为工作电极,铂丝为辅助电极,Ag/AgCl为参比电极,将该三电极系统置于含有50 mmol·L^(-1) K_(2)S_(2)O_(8)的磷酸盐缓冲溶液(pH 7.5)中,采用循环伏安法在-1.6~0 V内,以0.1 V·s^(-1)速率进行扫描,记录加入邻苯二酚前后体系的电化学发光强度差值,即猝灭值。结果表明:体系电化学发光强度猝灭值与邻苯二酚浓度的对数呈线性关系,线性范围为1.0×10^(-5)~5.0×10^(-2)μmol·L^(-1),检出限为9.0×10^(-12)mol·L^(-1);用6根g-C_(3)N_(4)-UiO-66@GCE进行重现性试验,6次测定值的相对标准偏差(RSD)为3.3%;按照测试条件在-1.6~0 V内连续循环扫描31次,结果显示,加入邻苯二酚前后,测定值的RSD均小于4.0%;并且该传感器对对苯二酚、间苯二酚、葡萄糖、Na^(+)、K^(+)等干扰物质具有较好的抗干扰能力;用此电化学发光传感器分析自来水样品并进行加标回收试验,结果未检出邻苯二酚,回收率为98.4%,测定值的RSD(n=5)为3.8%。

一步法制备Co_(3)O_(4)及其电化学性能研究

以六水合硝酸钴为钴源、二甲基咪唑为有机配体,通过室温共沉淀法合成前驱体模板ZIF-67,而后再高温煅烧形成目标产物Co_(3)O_(4)材料。利用X-射线衍射与扫描电镜对目标产物进行表征,而后选用蓝电电池测试系统测试其倍率与循环性能。测试表明,在100mA/g电流密度条件下,Co_(3)O_(4)电极的首次充电容量和放电容量分别可有2069.2mAh/g和2928.3mAh/g,首次库伦效率有70.66%,循环使用寿命长,但容量维持率低,经100圈测试后容量保持率仅有35%;而在倍率测试中发现即使经过50次充放电,电流密度从2000mA/g回到100mA/g时,Co_(3)O_(4)电极的放电容量依然可以保持有1482mA/g,并且表现出良好的循环稳定性,说明Co_(3)O_(4)即使经过高倍率充放电,其结构依然可以保持稳定,具有较为不错的倍率性能。