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金属有机骨架多孔材料研究现状进展

时间:2022-07-24 15:07来源:毕业论文
近十年来,一种被称作金属有机骨架多孔材料(MOFs)的配位聚合物发展迅速。该MOFs材料结构异于常见的金属有机材料,是三维的孔结构,可以把金属离子作为连接点,外围与有机配体

近十年来,一种被称作金属有机骨架多孔材料(MOFs)的配位聚合物发展迅速。该MOFs材料结构异于常见的金属有机材料,是三维的孔结构,可以把金属离子作为连接点,外围与有机配体位点受到支撑而构成空间的3D延伸模型,可作为一类除沸石和碳纳米管之外的重要的新型多孔材料,应用在储能、催化和分离中,以及化工反应的某些领域。目前,大量的研究人员正在致力于储存氢气的实验和理论研究。金属阳离子在MOFs材料的骨架中有两方面相互契合的作用,一方面是可以作为结点提供给骨架中枢,另一方面是可以在骨架提供的中枢中形成分支,这样将会增强MOFs材料的多孔性和手性等某些物理性质。该类材料比有相似孔道的分子筛的表面积大,性能也较同等孔道的分子筛优,而且能够在保持骨架的完整性,不管我们是在去除孔道中的溶剂分子还是保留孔道溶剂分子。因此,MOFs具有许多潜在的特殊的优于其他多孔材料的性能,在新型功能材料如选择催化材料、分子识别的材料、高纯度分离的材料、光电材料和芯片等新材料的开发中效果优异,成果诱人,给多孔材料科学的发展带来了新的曙光。82611

3吸附剂

在设计一个实际的吸附过程中起关键的作用,具有足够选择性和容量性的吸附剂。迄今为止,大量的固体吸附剂,包括沸石,活性炭,碳分子筛,和Ag(I)或Cu(I)修饰的吸附剂,已被应用于烯烃–烷烃混合组分的吸附分离。最近,新出现了一种被称为金属有机骨架多孔(MOFs)的固体材料,它具备超高的比表面积、可调节的孔隙尺寸和化学性能,也已经被应用于烯烃–烷烃的分离。具体地说,MOFs材料有开放的金属位点,像MOF-74及HKUST-1,在一定程度上,潜在表现出与烯烃具有选择性络合吸附的相互作用。然而,HKUST-1具有开放的金属位点,对水也有超强的亲合力,当它暴露于水蒸气中时是不稳定的。此外,超微孔的MOFs材料与烯烃具有大小相似的动力学直径,如沸石咪唑酯骨架结构,在从烷烃中分离烯烃显示出显着的动力学效果。论文网

4吸附剂的性能

十多年间,主要针对新的MOF结构进行研究工作,它们在分子的储存和分离中应用。目前,负载有金属离子的多孔基质MOF材料是主要兴趣,并且已被用作催化剂。已经报道了的金属离子,如Cu(I),Ag(I),Pd(II)和Pt(II),具有容纳通过络合形成有高选择性吸附能力的C=C键化合物。到目前为止,在众多的MOF报道,由弗雷等人合成的MIL-101是优良的MOF材料之一,由于其合成超高的比表面积、孔体积和在水和常用的有机溶剂中高的热稳定性和化学稳定性。这些突出的特点相结合,使它在吸附和催化方面是一个有趣的对象。此外,孔可以用来限制金属纳米粒子,并限制其增长,这是它们在吸附应用方面有前景的特征。然而,根据杨艺文等人的研究报道中,Cu(I)纳米颗粒在MOFs材料为乙烯和乙烷的分离效果是没有其他物质存在的。合成了一个新的络合形成的吸附剂,该吸附剂使用的是MIL-101作为载体,氯化亚铜作为活性成分,其中,氯化亚铜由“双溶剂”的方法引入MIL-101。此外,根据Cu(I)的MIL-101(表示为Cu+@MIL-101)进行评估,有对乙烯和乙烷的吸附分离采取的纳米尺寸的Cu(I)位点吸附的优势。

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