Co-MOFs衍生的钴基化合物催化氧化典型VOCs研究进展

基于催化氧化技术在挥发性有机化合物(VOCs)末端治理方面有极高的效率,以及近年来金属有机骨架(MOFs)衍生的钴基化合物在催化氧化VOCs中的优异表现,文章总结了4种典型的钴基MOFs(ZIF-67,ZSA-1,Co-MOF-71和Co-MOF-74)及其衍生的钴基催化剂的组成与制备方法,并综述了其衍生物催化氧化几种典型VOCs(甲苯、邻二甲苯、甲醛和丙酮)的研究进展。最后归纳了反应过程中空速和湿度等因素对钴基化合物催化氧化VOCs的影响,探讨了MOFs衍生的钴基催化剂的反应机理,并对MOFs衍生的钴基催化剂在VOCs氧化中的研究进行了展望。

MOFs衍生物在尿素氧化中的研究进展

尿素氧化反应(UOR)在缓解现代氢能源制备和废水处理等压力中起着关键作用,引入性能优异的电催化剂有助于降低电化学能耗。金属-有机骨架(MOFs)衍生物因能克服MOFs原有导电性及稳定性差的固有缺陷备受关注,被认为是一种很有前途的电催化剂。本文回顾和总结了基于MOFs衍生物的设计和构建的相关研究:(i)基于镍基/非镍基的UOR的机理分析;(ii)概括了利用结构调控、形貌控制、界面工程和缺陷工程的手段提高电子电导率的策略,同时概括了材料物理特性改变与催化活性的相关性;(iii) MOFs衍生物基于UOR的应用研究。最后,对UOR的后期研究挑战和发展提出了合理的建议。

用于低温NH_(3)-SCR的MOFs衍生物催化剂研究进展

综述了金属有机骨架材料(MOFs)及其衍生物在低温NH_(3)-SCR中应用的研究进展。深入探讨MOFs热解温度和热解气氛对衍生物形貌、比表面积和结晶度的影响,以及MOFs材料及其衍生物催化剂改性方法的研究。并指出MOFs及其衍生物催化剂的不足以及后续研究方向。

基于组分设计的MOFs衍生碳基吸波材料的研究进展

金属有机骨架(MOFs)具有孔隙率高、比表面积大等特点,其衍生物重量轻、带宽宽、损耗能力强,具有有序规整以及易设计性的组分结构而被广泛用于电磁波吸收研究。总结了单金属、双金属及金属氧化物MOFs碳基吸波材料作为微波吸收材料的性能、优势及其在电磁波吸收方面的应用等,分析了不同组分和组分设计对电磁波吸收性能的影响。尽管还面临许多的挑战,但MOFs衍生物作为电磁波吸收材料显示出广阔的发展潜力。

MOFs衍生材料的研究进展

介绍了MOFs衍生材料的来源和合成。简述了MOF以其衍生材料的研究进展,主要集中在MOFs和MOFs衍生材料的分类、制备和在各个邻域的应用。并对MOFs衍生材料的发展进行了展望。

MOFs衍生多孔材料的研究进展

金属有机骨架(MOFs)材料是由金属离子或团簇与有机配体构成晶态多孔材料,常被用作前驱体来衍生具有高比表面积、高孔隙率、孔径可调、高导电性和稳定性等优异性能的衍生多孔材料。本文论述了直接热解、共裂解、复合材料热解和溶液掺入后热处理四种不同制备MOFs衍生材料的策略以及MOFs衍生材料在有机催化、光催化和电催化中的潜在应用。

金属有机骨架(MOFs)衍生材料及其在催化领域的研究进展

金属有机骨架(MOFs)材料是一类具有大比表面积和可调孔结构的新型多孔材料,近年来在催化制备精细化学品领域受到广泛关注。在实际催化过程中,MOFs较差的稳定性制约了其在许多反应中的应用。以MOFs为前驱体制备的MOFs衍生材料能够保留MOFs材料结构上的优势,同时解决其稳定性差的问题,极大拓展MOFs材料在催化反应中的应用。综述MOFs衍生材料在催化领域特别是在加氢和氧化制备精细化学品中的研究进展,并对MOF衍生材料面临的问题及其在催化领域的应用前景进行了展望。

纳米MOFs及其衍生物在超级电容器中的研究进展

金属有机框架(MOFs)材料因其大的比表面积、可调控的孔道结构和丰富的活性位点引起了国内外学者们的广泛关注。近年来MOFs基材料广泛应用于能量储存与转化领域,但大多数MOFs基材料的低稳定性和低导电性等缺陷限制了其实际应用。通过对MOFs基材料进行改性,如采用共轭度高的有机配体以增加MOFs材料的稳定性,或MOFs衍生物以提高其氧化还原活性位点和导电性,从而达到提高MOFs基电极材料的电化学性能。主要介绍了原始MOFs及其衍生材料如碳材料、金属氧化物、金属硫化物、金属氢氧化物和金属磷化物等在超级电容器电极材料中的最新研究进展。研究表明,多金属MOFs材料或多金属MOFs衍生物有利于提高电极材料的电化学性能,而导电MOFs材料或MOFs衍生物中的碳材料有利于提高电极材料的导电性。最后对MOFs基电极材料在电化学储能领域中的研究做出了展望,指出MOFs基材料的形貌、组分和导电性是未来研究的发展方向。

MOFs及其衍生物作为锂离子电池电极的研究进展

锂离子电池是一种新型的二次能源,担负着未来电池发展的新方向,广泛应用于人们的生产生活中,但商品化锂离子电池的能量密度和循环性能目前还难以满足生产力发展的需求。人们在探寻性能更优的锂离子电池电极材料时,发现具有多孔以及大比表面积特性的金属有机骨架材料(MOFs)及其相应的衍生物相比传统电极材料,在提高锂离子扩散速率、缓解体积变化和保证循环稳定性方面具备更好的优势,因此,MOFs及其衍生物是一种非常有潜力的锂离子电池电极材料。为此,本文主要通过对近期相关文献的探讨,对MIL、MOF、ZIF和普鲁士蓝系列MOFs及其衍生物作为锂电池负极和正极的研究进行详细综述,着重介绍了上述材料的制备方法以及锂离子电池容量提高的影响机理,得出MOFs及其衍生物较好的电荷负载能力和多孔结构的特点,是相对于传统锂离子电池电极性能更优的原因。最后指出针对目前MOFs类电极材料遇到的最大问题,未来应在与其他导电材料复合,机械化学合成方法和不依赖昂贵材料三个发展方向进行努力,有望实现MOFs类锂离子电池电极材料的商业化发展。

MOFs改性衍生物光催化材料研究进展

综述了近年来通过金属离子掺杂、对有机配体修饰、与其他材料复合等手段获得的MOFs衍生物在光催化领域的研究进展,总结了目前存在的问题及未来发展方向。

MOF衍生碳复合电极材料制备及电化学性能研究

针对活性炭比电容低的问题,利用金属有机骨架(MOFs)大的比表面积和丰富孔隙结构,研究了一种协同双电层机制与赝电容特性的MOFs衍生多孔碳与活性炭的杂化复合材料。通过设计不同的Zn/Co比和碳化温度,制备了N掺杂多孔碳复合材料。ZCPC@AC-800经三电极体系测试,以6 mol/L KOH为电解质,在0.5 A/g时,比电容为327.5 F/g,高于单金属原子生成的MOF衍生多孔碳复合材料,这是由于纳米复合材料中双金属MOF在热解过程中能提供更加多样的活性位点。此外,在电位窗口为0~1.5 V的3 mol/L KOH电解液中组装的对称超级电容器(ZCPC@AC-800∥ZCPC@AC-800)在375 W/kg的功率密度下,具有21 Wh/kg的能量密度。经循环测试,5 A/g时充放电5000次后,其初始比电容仍保持80%。

多金属MOF衍生多孔碳微波吸收性能研究进展

在对单金属MOF衍生多孔碳微波吸收性能研究进展的基础上进行了拓展,继续研究了多金属MOF衍生多孔碳材料做微波吸收材料的吸波原理和相较于单金属MOF衍生多孔碳的优势。分别从双磁性金属MOF多孔碳、单磁性金属MOF多孔碳和三金属MOF多孔碳3个方面论述了其研究进展。综合上述进展分析了多金属MOF衍生多孔碳做吸波材料存在的问题并对其未来发展方向做出了展望和预测。

Cu-MOF衍生Cu/CuO复合材料用于丙酮气体传感及性能研究

丙酮在工业中应用广泛,是化学合成中的一种重要原料。暴露于高浓度丙酮气体中会造成机体酮中毒。探索具有高选择性、高灵敏度的、可靠的丙酮气体传感材料至关重要。以过渡金属阳离子Cu^(2+)和1,3,5-苯三甲酸为配体,通过配位键作用制备了Cu基金属有机框架材料。经煅烧得到其衍生Cu/CuO复合材料,用于丙酮气体传感。采用X射线粉末衍射和扫描电镜对其进行结构表征。将Cu/CuO复合物组装成气敏元件,并对其进行气敏性能测试。结果表明:分级结构Cu/CuO衍生物对丙酮具有良好的气敏响应特性,在160℃下,对体积分数为1×10^(-4)的丙酮气体响应值可达2.2,并且对丙酮气体有较好的选择性。

MOF衍生物(Fe/NC)活化过硫酸盐对土霉素的高效降解

近年来,以有机金属骨架(MOF)为前驱体制备的MOF衍生物得到越来越多的关注.与MOF相比,热解制得的MOF衍生物具有多变的结构、更高的比表面积和更好的稳定性.本研究采用高温碳化MOF成功制备了Fe/NC材料,研究了不同因素对Fe/NC活化PS降解土霉素(OTC)的影响.在OTC初始浓度为20 mg·L^(−1)、PS浓度为3 mmol·L^(−1)、Fe/NC-900投加量为0.2 g·L^(−1)、初始pH值为6.0的条件下,反应20 min后,OTC去除率最高达到89.18%.活性氧物质淬灭实验证实反应体系中存在硫酸根自由基(SO_(4)^(·−))、羟基自由基(·OH)等多种活性氧物质,其中SO_(4)^(·−)在OTC的降解中起主要作用.在最优催化工艺参数下探究不同水基质对OTC去除的影响.其中Cl^(−)和腐殖酸对OTC的降解几乎没有影响,HCO_(3)^(−)和H_(2)PO_(4)^(−)则表现出轻微的抑制作用,说明Fe/NC的适用范围广.经过五次循环回用后对OTC的降解率仅下降16.85%,表明材料具有较好的重复利用性.本研究为MOF材料在水污染控制领域中的应用提供了新的理论研究,并为四环素类抗生素的降解提供了新思路.

MOF衍生Co-C/FeOx复合材料的制备及其催化CO_(2)还原性能探究

以MOFs为模板,通过水热合成､高温煅烧制备得到Co-C/FeO_(x)复合材料,在300℃､0.2 MPa条件下探究了其对CO_(2)的催化还原性能。通过调控Co-C和FeO_(x)的质量比探究CO_(2)还原产物的分布,结果表明,当Co-C和FeO_(x)质量比为1∶4时,CO_(2)转化率为28.8%,C2H6和C_(3)H_(8)的选择性提高至28.6%。FeO_(x)的引入促进了中间体CO的生成,Co-C和FeO_(x)两者的结合使CO_(2)还原兼顾了CO_(2)转化率与C^(2+)产物的选择性。该研究不仅为CO_(2)选择性还原为多碳产物提供了一种有效策略,还展示了以MOFs为前驱体合成的碳负载金属/金属氧化物复合材料在催化中的应用潜力。

MOFs及衍生物水系锌离子电池正极材料研究进展

水系锌离子电池(aqueous Zinc-ion batteries ZIBS)是一种正在兴起的新兴储能方式,具有容量大、放电过程安全、材料环保无毒等优点被认为在能源储存装置方面具有非常好的发展前景。目前,水系锌离子电池的开发难点在于寻找合适的正极材料,而金属有机框架(mental organic frameworks MOFs)材料及其衍生物因大的孔隙率和比表面积以及高度的可调控性,正被广泛的应用于水系锌离子电池的正极材料。

MOFs及其衍生物的制备及电化学性能研究进展

金属有机框架材料(MOFs)具有丰富的孔道结构和高的比表面积,其在锂离子电池领域的应用也受到了广泛的关注。当MOFs在锂离子电池中作为电极材料应用时,表现出了电流密度高、可逆容量大以及循环稳定性好等优点。以金属有机框架为前驱体得到的衍生物保持了原有材料结构和形貌的一系列优点,在电化学方面同样展现出优异的性能。

MOFs基柔性全固态超级电容器电极材料研究进展

近年来金属有机骨架(MOFs)基超级电容器(SCs)的快速发展已经达到满足便携式、可穿戴电子设备需求的水平.主要阐述MOFs基柔性全固态超级电容器的研究进展.至今,已经报道了一些MOFs材料直接用于柔性全固态超级电容器的研究,但较差的导电性限制其应用.目前,主要有三种方法提高MOFs材料的导电性:开发新型导电MOFs材料、不同的多功能MOFs基复合材料和MOFs衍生材料.对MOFs基柔性全固态超级电容器电极材料的分类和经典的MOFs基柔性器件制备技术进行讨论,为实现高性能MOFs基柔性全固态超级电容器的构建提供参考.

MOF衍生的Ni/C的制备及其氮还原性能研究

电催化氮气还原反应(NRR)因可在常温常压下高效固氮而被认为是一种前景广阔的合成氨的方法,有望替代传统Haber-Bosch工艺。电催化剂的设计和制备是提升NRR性能的关键因素。采用水热法制备了金属-有机框架材料(MOF),通过高温热处理获得MOF衍生的片状Ni/C纳米材料,将其用于NRR反应的电催化剂。研究发现,在0.1mol/L KOH电解液中,电位为-0.9V时Ni/C纳米材料最大的氨产率为66.57μg/(h·mg),法拉第效率高达33.67%,且显示了良好的电化学稳定性。

金属有机骨架衍生碳基材料用于吸附-降解有机污染物的研究进展

随着人类社会发展,抗生素、内分泌干扰物以及染料等持久性有机化合物的频繁使用引发的水环境污染将对人体健康和生态环境造成不可逆的危害。因此,寻找绿色、高效和低成本的污染物处理技术刻不容缓。金属有机骨架(MOFs)衍生碳材料具有结构可控性强、比表面积大、化学稳定性高、表面可功能化等特点,在吸附-降解去除持久性有机污染物领域有着广泛应用。综述了MOFs衍生碳材料的制备过程、性质特点、阐述了其吸附-降解有机污染物的应用。最后探讨了MOFs衍生碳材料在水环境吸附-降解有机污染物应用中面临的挑战,并对其在吸附-降解有机污染物领域的未来研究和应用进行了展望。