MOFs及其复合材料去除水中重金属研究进展

金属有机骨架材料(MOFs)是一种具有良好化学稳定性、结构多样性和高比表面积的新型多孔材料,在水中重金属去除领域有着广阔的应用前景.介绍了MOFs材料的分类、应用和合成方法,并对比了几种常用的MOFs材料合成方法的优缺点,综述了不同骨架结构(MIL、ZIF和Uio-66)和不同官能团改性(氨基、巯基和金属氧化物)的MO...     

多级孔金属有机骨架材料的合成及应用研究进展

通过对目前多级孔金属有机骨架材料MOFs的合成方法及其在吸附、催化、传感领域应用进行介绍与总结,对多级孔MOFs材料的合成方法与应用前景进行评述与展望。     

MOFs的合成及其在食品包装中的应用研究进展

目的 通过对金属–有机框架材料(Metal Organic Frames, MOFs)的合成方法及其在食品包装中的研究进展进行简要介绍和分类总结,为MOFs基功能性食品包装材料的设计和制备提供新的见解,并推动MOFs在食品包装领域中的实际应用。方法 介绍了MOFs材料的合成机理,概述了共沉淀法、扩散法、溶剂热法、微波合成法等MOFs材料的制备方法,根据功能分类介绍了MOFs及其复合材料在抗菌、保鲜、催熟、检测等食品包装领域的研究进展,并讨论了MOFs在食品包装应用中的挑战和机遇。结论 可以对MOFs的组成和结构进行设计和调整,从而获得丰富的物化特性,以实现食品包装所需的特定功能。MOFs材料在未来功能化、智能化食品包装领域中具有良好的应用价值和产业化前景。     

MOFs材料合成及其对有机气体吸附研究进展

讨论了金属有机骨架(MOFs)材料的不同合成方法,并结合国内外研究现状分别分析了IRMOFs、MILs、ZIFs和PCN等系列MOFs材料对有机气体吸附的研究进展,比较其性能及分析研究中的难点,对MOFs材料在有机气体吸附领域的应用进行了展望。     

聚合物基MOFs复合材料的制备及应用

金属有机骨架化合物(MOFs,配位聚合物)主要是由金属离子与有机配体通过自组装作用而形成的一种有机无机多孔配合物,它具有结构可调、孔隙率高以及比表面积大等特点,在生物医药、传感、气体分离膜等方面有着广泛的应用,但单一的MOFs材料也有一定的缺点,如稳定性差、机械强度低等。为了改善其缺点,一些研究者将MOFs材料与无机物、有机物复合,在改善MOFs材料缺陷的同时扩宽它的应用范围,本文重点阐述了MOFs材料与聚合物的复合研究进展。本文根据MOFs材料的命名、组分单元和合成方法的不同将MOFs分为以下几类,如网状金属有机骨架材料(IRMOFs)、类沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)、莱瓦希尔骨架材料(MILs)、孔/通道式骨架材料(PCNs)等;归纳了聚合物基MOFs复合材料常用的两种制备方法,即物理共混法和原位法;总结了聚合物与MOFs间的复合方式,主要有非共价键复合和共价键复合。非共价键复合包括氢键、范德华力、静电作用等;共价键复合主要是氨基与羧基间的复合。在非共价键复合和共价键复合中都有氢键的作用,并且通过共价键可以使聚合物和MOFs材料更好地复合,从而使聚合物基MOFs复合材料更加稳定,应用更加广泛。最后介绍了聚合物基MOFs复合材料在生物医药、传感、气体分离膜等方面的应用现状,并对聚合物基MOFs复合材料的发展趋势进行了展望,主要包括复合材料的复合方式、复合材料的结构调控,以及复合材料在其他领域的应用。希望本文能为聚合物基MOFs复合材料方面的研究提供一定的指导与借鉴。     

金属有机骨架在水环境治理领域的应用

金属有机骨架(MOFs)由金属节点与有机配体通过配位键连接而成的多孔网络框架材料,其具有高比表面积和孔隙率以及丰富可调的孔结构,使其成为广泛关注的研究热点之一。对近几年来MOFs在水环境治理领域,特别是对重金属离子和有机污染物治理领域的研究进展进行了综述;讨论了MOFs通过构件分子和孔结构的修饰与调控对水中污染物的吸附机理;指出作为吸附剂MOFs最大的优越性在于,可根据目标污染物分子、离子的特点,在MOFs中引入不饱和金属位点和各种官能团和对骨架结构、孔隙大小和孔表面物理化学特性进行调控,以达到增大吸附选择性、增加吸附容量、提高吸附速率的目的,在吸附法去除重金属离子和有机污染物治理领域的有很大的潜力。同时,在合成MOFs时采用环境友好的构建分子,避免二次污染,并逐步降低成本。     

共晶含能材料的研究进展及发展展望

含能材料是国防工业战略性关键基础材料,受能量与安全性之间的矛盾制约,仅靠单质炸药传统设计与合成同时实现含能材料高能和低感双重目标极具挑战,一直未取得有效突破.共晶含能材料的出现和发展为新型高能低感炸药合成及同步调控性能提供了一种全新策略.介绍讨论了共晶含能材料发展状况,主要包括设计理论、制备技术、性能表征和形成机理等方...     

金属有机骨架材料固定生物大分子的研究进展

金属有机骨架(MOFs)具有超高的比表面积、可调的孔径、多样的结构组成、开放的金属位点和化学可修饰等性能。近年来,MOFs材料作为稳定的、高效的、可重复使用的和廉价的生物大分子固定化载体越来越引起人们的研究兴趣。生物大分子-MOFs体系在改进生物催化剂的效率及可回收性、分子传感、药物输送和基因治疗等方面具有广阔的应用前景。讨论了生物大分子在MOFs载体材料上固定的方法和方式,生物大分子可以通过物理吸附或共价键作用固定在MOFs表面,或通过与配位基团发生亲水或疏水作用扩散进入MOFs孔道,或通过共价键或配位键包埋在其晶体结构中,介绍了相关研究进展及应用。设计具有大孔径的高介孔MOFs材料、设计不同的功能化MOFs材料及以环境友好的方式合成所需的生物大分子-MOFs体系等,可进一步扩大MOFs材料在生物大分子固定领域的应用范围。     

基于MOFs超级电容器电极材料研究进展

超级电容器作为一类新型能源转化存储元件,在能源需求迫切增长的今天备受瞩目,而电极材料的研发则对超级电容器最终性能起着至关重要的作用。金属有机骨架(MOFs)因具备比表面积可观,活性位点丰富,孔径分布可控,易于合成等显著优势,可作为一种优良的电极材料。分别就MOFs, MOFs衍生物以及MOFs复合材料在超级电容器领域的最新研究进展进行了阐述,并展望了MOFs基电极材料未来的研究方向。     

含能金属有机骨架材料的研究进展

含能金属有机骨架材料是由富氮杂环含能配体与金属离子通过自组装形成的具有不同维度和结构的新型含能材料.目前含能材料面临能量与稳定性及感度相矛盾的技术瓶颈,含能金属有机骨架材料由于其结构的可设计性成为近十年来领域内研究热点.按骨架材料本身的电性分类,分别介绍了不同电性的含能金属有机骨架材料的研究进展,并从特征离子的角度分析...     

金属有机骨架材料固定化酶的研究进展

金属有机骨架材料(MOFs)凭借其较高的比表面积和孔体积、可设计和调控的孔径及结构,以及化学和热稳定性等特点,克服了传统固定化酶载体的孔径尺寸不可控、制备成本高、酶浸出、产物稳定性差等不足,近年来成为一类新型酶固定化载体.首先,本文分类总结了MOFs固定化酶的合成策略,包括后合成包装和从头合成封装(仿生矿化、共沉淀和机械化学封装);然后进一步介绍了多级孔MOFs的孔道设计策略及其固定化酶体系.这种具备分级孔道结构的MOFs用于固定化酶既可以保证酶的较高负载率,又能提高酶催化底物的扩散速率;此外,本文还介绍了MOFs共固定化多酶体系及具有类酶特性的仿生MOFs固定化酶方面的研究.MOFs特有的孔道结构可以大大缩短酶与底物之间的扩散距离,同时充分利用了酶级联反应的中间产物,可以显著提高酶催化活性;文章最后总结了MOFs固定化酶复合材料在生物传感和污染物催化净化领域的主要应用,提出了MOFs固定化酶研究中的一些瓶颈问题,以期为该材料的进一步研究和未来产业化提供借鉴和参考.     

MOFs作为防毒面具中吸附材料的应用研究

金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子与有机配体自组装而成的结构规整的多孔骨架材料,其巨大的比表面积使其在有毒气体分子吸附等领域有着广泛应用。可以通过对MOFs材料中有机配体进行酸、碱修饰,增加气体与材料骨架之间的相互作用,提高对有毒气体的吸附选择性及吸附容量。简单介绍了MOFs材料的多样性,分类总结了MOFs材料作为防毒面具中吸附材料对酸性、碱性及中性有毒气体的吸附性能。最后,对MOFs材料作为防毒面具吸附材料的应用前景进行了展望,宽范围、高吸附容量的MOFs材料是用于防毒面具中的理想吸附材料,是今后吸附材料研究的重点方向。     

双金属类MOF材料的制备及应用

金属有机骨架(MOFs)是一种多孔材料,具有较高的孔隙率、大的比表面积和均匀分散的活性位点等特性,得到了研究者的广泛关注。主要介绍了双金属类MOFs材料的制备方法,及其在气体储存和非均相催化等领域的应用。其中,着重介绍了掺杂的金属活性组分对二氧化碳(CO_2)的吸附及苯酚催化加氢的作用机理,并展望了未来的发展前景。     

金属-有机框架材料在质子交换膜燃料电池中的应用研究进展

面对环境污染和能源匮乏,燃料电池作为新型清洁、可再生能源在交通运输、固定与分散电站、移动电源等领域具有广泛的应用前景。然而,目前作为燃料电池核心材料的无机酸或有机质子传导材料存在室温传导率低、湿度依赖性强、构效关系难获得等不足,是制约燃料电池技术发展的一个关键瓶颈。金属-有机框架材料(MOFs)作为一种新型多孔晶态材料,具有结构可设计、骨架可修饰、比表面积大及孔隙可调等优势,在质子传导领域展现出突出的性能和潜在的应用价值。综述了近年来MOFs材料在高性能质子传导方面的研究进展,介绍了质子传导的Grotthuss和Vehicle两种传导机制,系统阐述了有水/无水条件下获得高电导率MOFs质子传导材料的研究方法,详细介绍了高性能、湿度依赖的草酸、羧酸、磷酸和磺酸基MOFs质子传导材料,无水条件下,高性能、高温MOFs质子传导材料通过孔道负载含氮杂环分子获得。最后总结并展望了MOFs质子传导材料未来发展方向,为设计合成性能优异的质子传导MOFs材料提供参考和借鉴。     

金属有机骨架材料质子传导的研究进展

金属有机骨架材料(MOFs)由于其结构多样性、骨架的可修饰性、超高比表面积和孔隙等特点,在质子传导、气体分离和吸附、催化、化学传感和生物医药领域有着独特的优势和广泛的应用。本文综述了近年来金属有机骨架材料在质子传导方面的研究进展,系统地阐述了质子传导的Grotthuss机理和Vehicel机理,并针对两种不同的机理分别总结了提高MOFs质子传导率的方法,对质子传导MOFs的设计具有显著的指导意义。此外,还介绍了质子传导MOFs最重要的应用之一——质子交换膜。质子交换膜由于其高电导率、易成膜以及优良的选择性透过等特点在燃料电池上有巨大的应用潜力。质子交换膜燃料电池的快速发展,可改善对化石燃料高度依赖的能源结构和日益恶化的环境问题。     

金属-有机骨架材料的微波法制备及其应用

金属-有机骨架(MOFs)材料是一类由有机配体与金属中心经过自组装而形成的具有可调节孔径的材料。MOFs材料作为新功能材料,近年来成为研究的热点,在制备方法上有了很大的突破。采用微波法制得的MOFs材料与传统无机多孔材料相比,具有超大的比表面积和孔容积、可调的拓扑结构和孔径、良好的热稳定性等优点,因而在化学工业中有着广阔的应用前景,被广泛用于气体储存、催化、吸附等领域。对MOFs材料的微波法制备以及其应用进行了简单的介绍。     

作为药物载体金属有机框架的功能化材料研究进展

金属有机框架(MOFs)是一类新兴的材料,也称为配位聚合物,具有许多作为药物载体所需的特性,近年来已经成为药物存储和传递重要的候选材料。通常合成的纳米MOFs难以满足其在生物医学中的应用,通过表面修饰可以提高MOFs的稳定性和分散性,可以协助药物跨过生理障碍,实现MOFs的口服给药;另外通过表面改性也可以减缓MOFs的降解,实现缓释给药;通过进一步修饰还可以增加药物在特定部位的富集,实现靶向治疗。表面修饰对于MOFs药物传输系统的发展非常重要。近年来,比较常见的MOFs表面修饰材料有聚乙二醇、二氧化硅、环糊精、肝素、壳聚糖,以及其他靶向修饰材料,如叶酸、DNA、甘草次酸等。介绍了药物载体MOFs常见的表面修饰材料,及通过这些材料修饰后赋予MOFs的优良性能,并举例阐述了修饰后的MOFs在生物医药领域的应用前景,为MOFs作为药物载体的开发提供参考。     

大连化物所金属有机骨架分离膜研究取得突破

近日,中科院大连化学物理研究所杨维慎研究员领导的无机膜与催化新材料研究组在金属有机骨架分离膜的研究工作中取得突破,这是对具有实际应用价值的MOFs分离膜的首次报道。近年来,MOFs材料因其在吸附、分离、催化等领域的巨大潜在应用价值而成为世界各国研究者普遍关注的焦点。国际上,利用MOFs材料构建分子筛分     

金属有机框架材料的制备及应用研究进展

金属-有机框架(MOFs)是一种由金属离子团簇和有机配体通过配位键桥连形成的多孔晶态材料,具有高孔隙率、高比表面积、易于功能化修饰等特点,在气体吸附、催化、传感、医药等方面都具有潜在的应用价值。然而,MOFs材料的不同合成方法往往会直接影响材料形貌并导致其性能差异,通过改变合成方法,能够显著改变材料性能并应用于不同领域。综述总结了近年来MOFs材料的多种合成方法及其典型应用进展,并探讨了不同合成方法的优缺点,最后对其未来发展趋势进行了展望。     

绿色电化学法合成金属有机骨架材料的研究现状

金属有机骨架(Metal-organic frameworks,MOFs)材料是一种由金属离子和有机配体通过配位键组装的无机-有机杂化配合物,在气体分离与储存、吸附、催化、载药以及荧光检测等方面都有广泛应用。在诸多合成MOFs材料的方法中,绿色电化学合成法因能耗低、反应条件温和以及反应时间短等特点而成为研究的热点,但目前该方法仍有许多关键问题亟待解决。本文总结了绿色电化学合成MOFs材料近10年的研究进展,综述了包括阳极合成、阴极合成、间接合成、电镀置换等在内的多种合成方法,并展望了未来的发展前景。