金属有机骨架材料在气体吸附与分离中的应用研究进展

金属有机骨架材料(MOFs)因具有超高比表面积、较大的孔隙率、多样化且可调的孔道结构及相对温和的制备条件等优势,目前已成为化学和材料等学科的研究热点之一。概述了MOFs材料的制备方法及其用于气体(含碳、含氮及含硫)吸附与分离方面的研究进展,并对其在该方面今后的发展趋势和应用前景进行了展望。     

金属有机骨架在电致变色领域的研究进展

金属有机骨架(MOFs)是由有机骨架与金属节点组成的多孔新型功能材料,区别于普通的无机多孔材料和有机物,凭借多孔以及可设计性的骨架结构,实现将无机与有机材料相结合,利用化学配位以及掺杂等方式可以制备符合实际需求的功能材料。随着金属有机骨架材料的种类、功能和制备技术不断拓展,其在智能光电显示领域的应用也备受关注。其中,电致变色作为光电器件的重要研究方向,电致变色器件正在向更大变色范围、更快变色速度以及柔性可折叠的方向发展,原有材料体系已无法满足新的产品要求,但金属有机骨架的出现可以在一定程度上规避这些问题。本文着重介绍金属有机框架在电致变色的研究进展,详细综述金属有机框架在电致变色领域应用中所遇到的三个问题,分别是导电性、氧化还原性变色及薄膜制备手段,分析金属有机框架在电致变色领域的设计优化策略,同时也对MOFs在电致变色多功能应用所面临的挑战与发展前景进行总结。     

甲烷/氢气在超微孔金属有机骨架中的吸附与分离性能研究

使用巨正则蒙特卡罗方法(GCMC)对CH₄和H₂在3种具有不同结构的超微孔金属有机骨架(UM-MOFs)中的吸附与分离性能进行了研究。获得了这3种材料对CH₄和H₂分子的单组分吸附。通过分析它们对CH₄/H₂二元混合物的吸附数据,获得了相应的吸附选择性分布曲线,探索了UM-MOFs对CH₄/H₂分子的吸附与分离机理。     

MOFs材料改性及其吸附二氧化碳的研究进展

化石燃料燃烧后产生的二氧化碳气体的大量排放引起了人们的极大关注.CO2吸附捕获具有技术可靠、成本低等特点,应用前景广阔.金属有机骨架材料(MOFs)具有良好的化学稳定性和热稳定性,以及独特微孔结构而成为一种高效的CO2吸附材料.重点介绍了使用MOFs进行CO2吸附捕集的最新研究进展,总结了MOFs材料的制备、改性方法及...     

金属有机骨架材料MIL-96的制备及其对萘的吸附性能研究

通过水热法合成铝基-金属有机骨架(MOFs)MIL-96材料,并将其作为吸附剂用于脱除水溶液中的萘。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和N_2吸附-脱附等方法对材料进行表征。通过考察吸附动力学、吸附等温线以及热力学特征研究了MIL-96材料的吸附性能。研究结果表明:在温度298K、MIL-96材料用量为0.5g/L时,对萘的最大去除率达到约98%;MIL-96对萘的吸附特征符合准二级吸附动力学模型,Temkin和D-R等温吸附模型对萘吸附过程的描述比其他模型准确;Temkin等温吸附方程中吸附热相关系数表明,MIL-96吸附水溶液中萘的过程为吸热过程,热力学参数中正的标准焓变(ΔH~o)值也说明该吸附过程为吸热过程。     

共价有机骨架化合物(COFs)储氢材料研究进展

简要介绍了二维和三维COFs的结构,重点介绍了COFs作为储氢材料的研究现状和提高其储氢性能的改性方法,并对COFs在储氢方面存在的不足和未来的研究方向作出了总结与展望。     

金属有机骨架材料对生物燃料的吸附和纯化性能研究

金属有机骨架(MOFs)材料由于具有表面积大、结构多样性、永久孔隙率高和热稳定性高等优点,广泛应用于存储、分离和催化等领域。生物燃料是对环境无害且呈碳中性的一类新型可再生能源。主要介绍了研究MOFs吸附与分离性能的理论方法,综述了有关MOFs在生物燃料吸附与分离性能领域的实验和理论方面的最新进展,分析了提高吸附和纯化性能的方法和途径。最后讨论了MOFs在生物燃料领域未来的研究方向和发展前景。     

稀土金属有机骨架吸附CO2研究进展

近年来,稀土金属有机骨架(Ln-MOFs)因具有捕获CO₂的优势而备受关注。Ln-MOFs因自身镧系离子存在特殊的电子排布而具有一些独特的功能,在气体吸附方面有一定潜能。综述了Ln-MOFs材料吸附CO₂的研究进展,介绍了配体选择及吸附结果,总结了提高CO₂捕获能力的方法,同时分析了Ln-MOFs材料使用中存在的问题,并对Ln-MOFs未来的发展前景进行了展望。     

共价有机骨架储氢性能的研究进展

共价有机骨架(COFs)具有良好的热稳定性,大的表面积,高的孔隙率和极低的密度,因而显示出优异的储氢性能。重点介绍了COFs储氢性能的研究进展和目前存在的问题,提出了今后的研究重点和发展方向。     

基于金属有机骨架(MOFs)的纳滤膜制备研究现状

纳滤膜的渗透和截留性能相互制约.金属有机骨架(MOFs)材料因其具有大孔隙率、高比表面积和孔径可调控的特点受到广泛关注,将MOFs作为纳米颗粒添加剂引入纳滤膜中,可有效缓解膜的选择性和渗透性之间的制约效应,并且赋予了纳滤膜一些其他的特点,如亲(疏)水性、抗菌性及抗污染性.本文介绍了应用于纳滤膜中MOFs的分类、特性及合...     

金属有机骨架化合物及其衍生物在锂硫电池中的应用研究

在全世界积极倡导开发清洁能源的时代背景下,锂硫电池因其具有高比容量、高比能量以及原料廉价易得等优点,成为电池研究中的热点.锂硫电池的发展仍存在较多障碍,例如正极材料导电性能差、多硫化物存在穿梭效应以及在充放电过程中电极体积发生变化等,为了解决这些问题,研究者们将金属有机骨架化合物及其衍生物应用到锂硫电池中.综述了近几年金属有机骨架化合物及其衍生物在锂硫电池中的应用研究进展,重点讨论了其在正极材料中的应用.     

金属有机骨架化合物MIL-101负载纳米Ni的制备及储氢性能

采用2-甲基咪唑代替HF酸以溶剂热法成功制备了纯度较高的金属有机骨架化合物MIL-101,利用过量浸渍法结合液相还原法成功负载了Ni,制备出Ni/MIL-101复合材料。通过XRD、SEM、TEM、BET、TG对所得MIL-101、Ni/MIL-101复合材料的结构、形貌、比表面积孔径及热稳定性进行表征,对MIL-101、Ni/MIL-101复合材料的氢扩散系数、吸氢形成焓进行测定计算,考查其储氢能力。结果表明,该方法成功制备了Ni/MIL-101复合材料,该产物是一种两类孔结构的金属骨架化合物,Ni的负载可降低Ni/MIL-101复合材料的吸氢形成焓,Ni/MIL-101复合材料的氢扩散系数达到7.6373×10^-7 cm/s,提高了MIL-101的储氢能力。     

金属有机骨架材料合成方法对氮氧化物吸附性能的影响

金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks,MOFs)因具有高的比表面积和孔隙率,使得其拥有良好的气体吸附性能.与传统的NOx吸附材料相比,MOFs材料拥有超高的比表面积和孔隙率,结构丰富多样且具有周期性,良好的热稳定性和化学稳定性.国内外学者采用不同的合成方法合成MOFs材料,以达到对NOx高效吸附的目的.MOFs材料的合成方法主要有水热法、溶剂热法、超声波合成法和微波合成法.水热法操作步骤简单,合成的晶体质量高,但是晶粒较大,孔体积小;溶剂热法和水热法原理相同,通过加入不同官能团的有机溶剂,合成的材料结构更为丰富,比表面积和孔容更大,对NOx的吸附效果比水热法好,也是使用最广泛的方法;超声波合成法合成的MOFs材料粒径较小且尺寸均一,比表面积和孔容较大,对NOx的吸附效果好,但是成本较高;微波合成法可加快反应速率,形成更小的晶粒,比表面积和孔容较大,对NOx的吸附量很高,但是同样也具有经济成本高的劣势.为此,本文对MOFs材料的合成方法、改性技术进行了总结,同时分析了不同方法合成的MOFs对氮氧化吸附效果的影响,并对MOFs材料吸附氮氧化物的发展趋势作了展望.     

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。     

金属有机骨架和共价有机骨架及其衍生物用于超级电容器电极材料的研究进展

金属有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COFs)是一系列结晶多孔材料.由于其高度有序的结构、高的表面积、可调的孔径和拓扑结构、富含氧化还原活性位点的连续骨架,MOFs和COFs及其衍生物在储能领域引起了广泛关注.为了制造高性能超级电容器电极,MOFs和COFs及其衍生物具有结构稳定性好、氧化还原活性位点丰富和电子导电...     

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。     

有机磁性结构型化合物的研究进展

有机磁性材料因其具有质轻、结构多样性、易用化学方法合成、并且还可以通过引入特定的官能团而产生新功能等特性，在超高频装置、高密度存贮材料、吸波材料、微电子工业和宇航等领域具有广阔的应用前景。介绍了磁性的本质与来源，分别从纯有机磁性化合物和金属有机磁性化合物两方面对结构型磁性化合物进行综述，重点阐述金属有机磁性化合物中的桥联型、二茂金属类、席夫碱型以及含双噻唑环类磁性化合物的发展及其性能研究，并提出了结构型磁性化合物的理论与应用研究方向。     

金属-有机骨架化合物的抗菌性能及应用

抗生素耐药性的不断加剧,已成为全球医药卫生领域的公共问题,开发新型抗菌材料是有效解决这一问题的方法之一。金属-有机骨架化合物是一种新型的纳米材料,由金属离子与有机配体配位自组装形成,具有高比表面积和孔隙率,且多孔结构丰富,可控。近年来,具有抗菌性能的金属-有机骨架化合物受到广泛关注。综述了近年来报道的具有抗菌性能的金属-有机骨架化合物的研究进展,探讨了金属-有机骨架化合的抗菌机理,并展望了其在生物医药领域的应用前景。