UIO-66(Zr)对人正常肝细胞L02的安全性评价

目的观察以锆为基础的金属有机骨架材料——UIO-66(Zr)对人正常肝细胞L02的作用,初步探究其生物相容性及安全性。方法采用MTT法和LDH漏出率检测法评价UIO-66(Zr)对L02细胞的损伤程度;利用DAPI染色法观察细胞核形态;用AnnexinⅤ-FITC法观察细胞凋亡情况。结果低浓度下,UIO-66(Zr)具有较好的细胞安全性;高浓度(≥40μg·mL^(-1))的UIO-66(Zr)能破坏细胞膜,诱导细胞凋亡,抑制L02细胞增殖,显示出一定细胞毒性。结论 UIO-66(Zr)的IC50为52.22mg·mL^(-1),体外生物安全浓度小于40μg·mL^(-1)。

一种有效吸附Pb(Ⅱ)的Zr基金属有机凝胶的合成

以合成的4,4,4-三甲酸三苯胺(H3TCA)为主配体,通过溶剂热法合成了一种超分子无定型的锆基金属有机凝胶(Zr-MOG)。并通过一种简单的恒定时间控制晶化方法,使UIO-66(即Zr-MOF)凝胶化合成非晶态的Zr-MOG。结果表明,所制备的Zr-MOG拥有凝胶软材料的多层结构和非晶聚合物网络,对Pb(Ⅱ)具有良好的吸附能力。此外,以冰醋酸为晶化促进剂,成功地实现了晶态MOF和高分散非晶态MOG的转化。

UiO-66(Zr)@多孔陶瓷复合材料的制备及对络合态重金属EDTA-Cu(Ⅱ)的去除

本文采用多孔陶瓷作为基体制备了锆基金属有机骨架UiO-66@多孔陶瓷复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(PXRD)、氮气吸附和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段对比了氢氧化钠脱硅和乙二胺表面改性等基体活化方式对UiO-66(Zr)在多孔陶瓷表面负载情况的影响.结果表明,经过乙二胺表面改性的多孔陶瓷对UiO-66(Zr)的负载更均匀,负载效果更好.以EDTA-Cu(Ⅱ)为考察对象,研究了UiO-66(Zr)@乙二胺表面改性多孔陶瓷复合材料对络合态重金属的净化效能.结果表明,UiO-66(Zr)@多孔陶瓷复合材料在较宽的酸碱条件下(pH=3—9)对络合态重金属EDTA-Cu(Ⅱ)均表现出良好的吸附性能,饱和吸附量为1.17 mg·g-1,并可通过NaOH解吸再生,从而实现材料的重复利用.

Zr基MOFs在大气压等离子体中稳定性的研究

Zr基MOF因具有良好的水热稳定性和一定的酸碱稳定性,被广泛应用于气体的存储分离、药物传输、化学传感以及催化等领域,近年来MOF与等离子体的相互作用也多有研究。本工作以典型UiO-66、UiO-67和UiO-66-NH 2为研究对象,探究了它们在大气压介质阻挡放电(DBD)等离子体中的稳定性。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和氮气吸附脱附等温线(BET)分析等离子体处理前后样品的结构和比表面积变化。在三种Zr基MOF中,UiO-66在等离子体中的稳定性最好;UiO-67在等离子体处理后骨架结构部分被破坏,且比表面积仅为等离子体处理前的19.0%;UiO-66-NH 2的骨架结构基本被破坏,且比表面积仅为等离子体处理前的3.1%。这说明UiO-67和UiO-66-NH 2在CO 2、H 2混合气体等离子体放电后不能稳定存在。处理前后的UiO-66等离子体的XRD衍射特征峰基本吻合,且UiO-66等离子体处理后的表面积为等离子体处理前的80.2%,说明UiO-66在等离子体中具有良好的稳定性。在放电电压11.4~19.1 kV、放电时间0.5~3 h条件下UiO-66能保持良好的骨架结构。

Zr-MFI分子筛的制备

以正硅酸四乙酯为硅源,锆酸四丁酯为锆源,四丙基氢氧化铵为模板剂,采用水热法合成Zr-MFI分子筛。采用XRD、UV-Vis、FT-IR、TEM等手段表征了载体的结构。结果表明,合成的Zr-MFI分子筛具有五元环MFI结构。该分子筛为尺寸均一、分散性良好、直径约为240~280 nm的圆柱体;UV-Vis证实了Zr物种成功进入到分子筛骨架。通过负载纳米金颗粒制备催化剂Au/Zr-MFI,并将其应用于对硝基苯酚还原反应,该催化剂表现出良好的催化活性。

染料的Zr-有机骨架吸附和光催化降解

采用氯化锆与2,2'-联喹啉-4.4'-二甲酸在溶剂热反应条件下,合成了多孔的Zr-有机骨架(Zr-MOF)材料,并用其对阳离子翠蓝X-GB和活性黄棕K-GR分别进行物理吸附和光催化降解.结果表明,Zr-MOF在500 min内对单一染料溶液中阳离子翠蓝X-GB的吸附效率高达99.76%,在与活性黄棕K-GR的混合染料溶液中对阳离子翠蓝X-GB的选择性吸附达到了98.62%。在紫外光照射下,Zr-MOF在120 min内几乎可将阳离子翠蓝X-GB完全催化降解,110 min后对活性黄棕K-GR的光催化降解效率为75.25%。经过4次循环后,Zr-MOF对阳离子翠蓝X-GB的吸附效率仍可达97.13%;对阳离子翠蓝X-GB和活性黄棕K-GR的光催化降解效率分别为96.59%和71.28%。

金属有机骨架材料MOF-808(Zr)的制备与表征

文章主要阐述了用微波辐射晶化法合成Zr_6O_4(BTC)_2(HCOO)_6(MOF-808(Zr))纳米颗粒。并通过XRD、N_2吸脱附、FT-IR和SEM等表征技术进行了系统地表征。表征结果:证明该方法能成功地合成出MOF-808(Zr)。

Zr-有机骨架材料对水中重铬酸根的物理吸附性能

为了去除水中高毒性的重铬酸根(Cr2O7^2-),采用Zr4+与2,2′-联喹啉-4,4′-二甲酸(H2L)在溶剂热条件下反应,合成了一种Zr-有机骨架材料,对水中的Cr2O7^2-进行物理吸附。分别使用X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电镜、热重分析对Zr-MOF进行结晶性、化学官能团、表面形貌、热稳定性进行分析。研究Zr-MOF的用量、Cr2O7^2-的初始质量浓度和吸附温度对吸附效能的影响。结果表明,所合成的目标产物Zr-MOF结晶性良好,呈多面体,热稳定性优异。Zr-MOF对Cr2O7^2-的吸附量随着吸附剂用量的增大而减小,随着Cr2O7^2-初始浓度的升高而升高,随着环境温度的升高而降低。当Zr-MOF的用量为15mg,Cr2O7^2-的初始浓度为20mg/L,吸附温度为25℃时,吸附效果较好。Zr-MOF对水溶液中Cr2O7^2-的物理吸附过程符合准二级动力学模型,其吸附行为符合Freundlich等温吸附方程。

UiO-66(Zr)/海藻酸钠复合材料的制备优化及净化水中As(V)的性能研究

本工作研究了金属有机骨架UiO-66(Zr)成型材料的制备及其对水中砷酸根离子的吸附净化。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附和平衡吸附实验等探究了UiO-66(Zr)粉末添加量和复合凝胶微球干燥方式对其成型结构和除砷性能的影响。当UiO-66(Zr)粉末添加量为50%(质量分数)时,采用闪速冷冻法干燥得到的UiO-66(Zr)/海藻酸钠(SA)复合凝胶微球的物理化学性能最佳。进一步研究了所制备的UiO-66(Zr)/SA复合凝胶微球对水中As(V)的吸附性能,并与某商品除砷材料MN进行对比。结果表明:静态吸附条件下,As(V)初始浓度为20 mg/L、pH值为7.0时,最优成型条件下制备的UiO-66(Zr)/SA复合凝胶微球的最大吸附量为18.65 mg/g;动态填充柱吸附条件下,含1.0 g UiO-66(Zr)的复合凝胶微球材料可净化处理1.2 L初始浓度为100μg/L的含As(V)水样,出水As(V)浓度低于10μg/L,UiO-66(Zr)/SA复合凝胶微球的总体效能明显优于MN。结合笔者团队近期在UiO-66(Zr)绿色低成本批量制备方面的研究成果,UiO-66(Zr)/SA复合凝胶微球可作为一种水中As(V)深度净化的潜在新材料。

不同粒径的Zr-MOF的制备及性能

采用简单的溶剂热法制备不同颗粒大小的锆基金属有机框架材料（MOF）。XRD和SEM分析结果表明：与Zr-MOF相比,纳米Zr-MOF的颗粒更小,直径约为100 nm;循环伏安、恒流充放电测试研究电化学性能。在6 mol/L KOH中,在扫描速率为5 m V/s,电位范围分别为-0.10-0.50 V和-0.15-0.60 V时,Zr-MOF和纳米Zr-MOF电极材料的比电容分别为135 F/g和1 144 F/g。在电流为0.005 A,电压窗口分别为-0.10-0.40 V和-0.15-0.35 V时,进行恒流充放电测试,纳米Zr-MOF拥有更好的电容性能。

Zr基金属有机框架材料光催化分解水的研究进展

随着全球工业化的不断发展,化石燃料的消耗总量在不断攀升,随之带来的能源短缺与环境污染问题成为人们面临的重大挑战。氢能是一种绿色、低碳、高效的清洁能源,利用可持续再生的太阳能,通过光催化分解水制备氢气,被认为是解决上述问题的有效途径。金属有机框架具有结构可修饰、性能易调控、孔道结构丰富及比表面积较大的特性,被广泛应用于光催化领域。其中,Zr基MOFs结构类型丰富,同时具备优异的热稳定性、化学稳定性和机械稳定性,被广大研究人员所青睐。总结了近10年来Zr基配合物光催化分解水制氢的相关研究工作,从扩大可见光吸收范围、提升光生电子和空穴分离效率2个方面阐述了高效Zr基配合物光催化剂的设计思路,为光催化领域更多科研工作者开展相关工作提供了理论支撑。

UiO-66(Zr)型改性膜在水处理中的研究进展

从制备方法、分离效果和分离机理等方面,简述了UiO-66(Zr)型改性膜在油水分离、染料去除、重金属离子去除和脱盐等领域中的应用,对UiO-66(Zr)型改性膜在水处理中的应用提出了展望。

锆基金属有机框架复合膜在水处理中的应用

锆基金属有机框架(Zr-MOFs)复合膜具有良好的渗透性和抗污染性,被广泛应用于水处理领域。了解Zr-MOFs复合膜在水处理应用中的研究现状,对拓展Zr-MOFs膜的实际应用具有重要意义。鉴此,总结了Zr-MOFs的类型,复合膜的成膜方法、表面特性和过滤性能及其对水中污染物的去除效能方面的最新研究进展,重点讨论了Zr-MOFs复合膜制备方法存在的问题和优化策略以及污染物的去除机制。最后,提出优化Zr-MOFs复合膜制备方法、提升选择分离性及推进水处理中的实际应用等重要研究方向。

基于三角芳香配体的金属有机框架对染料木素的吸附性能与机理

目的:提高染料木素的吸附率。方法:采用水热法合成2种含不同尺寸三角芳香配体的MOFs(MOF-808和PCN-777),通过系列表征确定MOFs的合成,比较其与线性二元羧酸配体构筑的MOF(UiO-66)对染料木素的吸附效果;考察孔隙特征、疏水性变化等对吸附性能的影响,利用X射线光电子能谱探究其吸附机理。结果:与线性配体构筑的UiO-66相比,三角芳香配体构筑的MOFs(MOF-808和PCN-777)的孔径分别从0.65 nm增大到1.81,3.55 nm,水接触角分别从47.91°增大到110.68°,128.23°。线性配体构筑的UiO-66对染料木素的吸附量为40.08 mg/g,吸附率为39.98%;而三角芳香配体构筑的MOFs(MOF-808和PCN-777)对染料木素的吸附量分别为61.80,81.75 mg/g,吸附率分别为61.63%,81.52%。结论:金属有机框架可用于染料木素的吸附富集,相较于线性配体,引入不同尺寸的三角芳香配体改变了MOFs孔径及疏水性,加强了MOFs的内部可及性并提供了更多吸附位点,从而提高了对染料木素的吸附效果。PCN-777对染料木素的吸附机理为金属螯合作用、π-π相互作用和疏水相互作用的协同。

锆-有机骨架对水中染料的高选择性可循环吸附

针对染料废水造成的水污染问题,采用溶剂热合成方法,将氯化锆、2,2′-联喹啉-4,4′-二甲酸(H_2L)和苯甲酸混合后,在100℃下反应合成了三维多孔的Zr-有机骨架材料(Zr-MOF),对水中的染料进行选择性、可循环吸附。结果表明,在6组由活性染料与阳离子染料组成的双染料混合水溶液中,Zr-MOF实现了对亚甲基蓝(MB)、阳离子艳红5GN(BR14)和阳离子嫩黄7GL(BY24)的高选择性吸附,吸附效率均在79%以上,其中对MB的去除效率高达99.78%。在连续的8轮吸附-脱附循环实验后,Zr-MOF对40 mL的15.7 mg/L的MB染料的去除效率仍高达97.0%。X射线粉末衍射测试表明,经受8次吸附-脱附循环后,以及在pH值为2～14之间的强酸(盐酸)和强碱(NaOH)水溶液中放置48 h之后,Zr-MOF的结晶性几乎毫无变化,显示出十分可靠的稳定性和可循环使用能力。

锆-金属有机骨架对印染废水中Cr(Ⅵ)的高效检测

针对印染废水中剧毒重金属铬Cr(Ⅵ)离子难以被有效检测的问题,采用溶剂热法将氯化锆(ZrCl4)与2,2′-联吡啶-5,5′-二甲酸(H_(2)L)反应,合成了荧光发射型锆-金属有机骨架(Zr-MOF)。粉末X射线衍射表征证明了Zr-MOF的高水稳定性,荧光光谱测试证实了Zr-MOF的光致发光性能。将合成的Zr-MOF用于对Cr(Ⅵ)离子进行荧光淬灭识别和检测,结果表明:Zr-MOF对Cr_(2)O^(2-)_(7)和CrO^(2-)_(4)的检出限(摩尔比)分别为2.15×10^(-9)和2.33×10^(-9),可抵御多种混合阴离子的干扰。提出了Cr(Ⅵ)离子引起Zr-MOF荧光淬灭响应的机制。

锆基金属有机骨架材料用于氨吸附性能的研究

近年来,金属有机骨架材料(MOF)在气体吸附和储存领域得到了迅速发展,但由于结构的不稳定性,其在强腐蚀性气体氨(NH_(3))的吸附方面并不令人满意。考虑到NH_(3)是唯一的无碳排放的氢能源载体,开发高效的储氨技术来载氢是有效的降低二氧化碳排放的手段。利用MOF材料具有的高比表面积和结构多样的特性,在NH_(3)的吸附和储存方面具有广阔的应用前景。而NH_(3)具有孤对电子,会攻击金属与配体之间形成的配位键,使MOF材料的结构遭到破坏。锆基金属有机骨架材料是公认结构稳定性较好的MOF材料,但其是否能胜任干燥NH_(3)及含水条件下的稳定性仍未深入考察,由此需探究该系列材料在NH_(3)吸附领域的适用性。在此,通过实验和计算模拟研究锆基系列的金属有机骨架UiO-66、NU-1000、MOF-801和MOF-808的结构特征、稳定性和NH_(3)吸附性能。结果表明,UiO-66、NU-1000和MOF-808在纯NH_(3)环境下的稳定性较好,并且显示出高吸附量且可循环的氨吸附性能(13.04、6.38、9.65 mmol/g)。受限于水和氨对结构的协同破坏作用,NU-1000和MOF-801的结构均不能维持,而UiO-66和MOF-808的结构非常稳定,无论在干燥NH_(3)环境及含水NH_(3)环境下均能胜任而应用于NH_(3)吸附和储存。

基于锆-有机骨架的印染废水中Cr(Ⅵ)的荧光检测

针对印染废水中重金属铬Cr(Ⅵ)离子造成的污染,采用氯化锆与2,2’-联喹啉-4,4’-二甲酸(H2L)反应,合成了Zr-金属有机骨架(Zr-MOF)。经粉末X射线衍射表征证实Zr-MOF在水中和强酸/碱环境中具有结构稳定性。经荧光测试证明Zr-MOF的光致发光性能。对水中Cr(Ⅵ)离子的荧光传感检测结果表明,Zr-MOF在多种混合阴/阳离子的干扰下,可以对水中痕量的Cr O42-和Cr2O72-离子进行高选择性荧光淬灭识别和定量检测,其检出限分别为6.704和11.232 mg/L。并提出了Zr-MOF的光致发光和荧光淬灭检测机制。此外,经过7次连续的荧光检测循环后,Zr-MOF的荧光发射强度仍能维持在95%以上。

基于金属有机骨架的高稳定性固体酸催化酯化反应的性能研究及动力学计算

以金属有机骨架UiO-66(Zr)和(NH_(4))_(2)SO_(4)为原料制备了高稳定性固体酸催化剂SUA500,将其用于催化油酸与甲醇的酯化反应生产生物柴油过程,以考察催化活性和稳定性。同时,借助XRD、FTIR、N_(2)吸附-脱附、Py-FTIR和XPS等表征手段分析催化剂理化特性与催化活性之间的内在联系。结果表明,当UiO-66(Zr)与(NH_(4))_(2)SO_(4)质量比为1∶1、活化温度为500℃、研磨时间为40 min和活化时间为4 h时,SUA500的酸量高达11.08 mmol/g,且具有良好的催化活性。具体表现为:在催化剂质量分数6%、甲醇与油酸摩尔比8、反应温度70℃、反应时间2 h时,酯化转化率达到93.62%,多次重复使用后催化活性未出现明显下降;并计算得到SUA500催化酯化反应的活化能为38.21 kJ/mol,指前因子为1144.76 min^(-1)。

锆基金属有机框架配合物的分类、合成及应用研究进展

金属-有机框架配合物(MOFs)是一种新型的多孔晶型聚合物材料,锆基金属有机框架配合物材料(ZrMOFs)是金属有机框架材料里的重要分支之一,其稳定性比较突出,功能应用较为全面,在催化、吸附、传感和光催化等众多领域都有着实际的应用价值,为此综述了Zr-MOFs的分类、合成方法及在气体存储、吸附、光催化方面的应用研究,并对Zr-MOFs的发展进行了展望。