基于金属-有机框架材料的1-辛烯羰基化多相催化剂研究

将具有超高比表面积和良好稳定性的金属-有机框架(MOF)材料ZIF-8作为载体,利用ZIF-8的孔道限域作用,通过浸渍负载RhCl₃得到一种活性组分高分散度的多相催化剂RhCl₃@ZIF-8。通过BET测试确定RhCl₃@ZIF-8中RhCl₃占据了ZIF-8的部分孔道,由ICP测得RhCl₃质量负载量为1.66%。通过XRD、SEM以及EDX元素分布可以看出,RhCl₃在ZIF-8中高度分散,证明其具有非常高的原子利用率。将RhCl₃@ZIF-8应用于催化1-辛烯羰基化反应中,其转化率可达97.8%,选择性可达92.5%,并且经过3次循环使用,催化性能未发生明显下降。     

金属-有机框架的机械化学合成研究进展

金属-有机框架的机械化学合成方法,与常规的基于溶液法相比,具有快速,绿色及简单等的诸多优点,使得极具工业应用前景的金属–有机框架化合物的大规模制备成为可能。同时,利用高效的机械化学合成金属-有机框架是对于此类材料应用研究的极大促进。在这里,我们对于当前这个研究热点的研究进展给予介绍。     

金属-有机框架材料在样品前处理中的应用研究

金属-有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs),又称为多孔配位聚合物(Porous Coordination Polymers,PCPs),是由金属离子与多齿有机配体通过配位键组装形成的网状结构的配位聚合物。由于具有比表面积高、热稳定性、机械稳定性和化学稳定性好和孔的可调性等特性,使其在样品前处理领域显示出了诱人的应用前景。本文主要介绍了金属-有机框架材料在样品前处理中的应用研究,主要包括在样品采集与预富集、固相萃取、微固相萃取中的应用研究进展。     

两种金属-有机框架材料在分析化学中的应用研究

金属-有机框架材料由于具有比表面积高、热稳定性、化学稳定性好等优秀的性能,使其在分析化学领域表现出了诱人的应用前景。本文综述了两种金属-有机框架在分析化学中的应用研究进展。重点介绍了两种金属-有机框架在气相色谱、液相色谱和样品前处理中应用,并对金属-有机框架材料在分析化学中的发展方向和应用前景进行了展望。     

金属-有机框架材料在石化环保领域的应用

石油化工是我国的支柱产业,也是环境污染的主要来源。近年来,随着国家环保形势的日益严峻和相应环保法规的陆续出台,高效处理石化行业所涉及的各类污染问题已成为重中之重。作为一种新型的纳米多孔材料,金属-有机框架（MOF）在石化环保领域展现出了广阔的应用前景。该材料可作为高性能吸附剂、分离膜以及催化材料去除或降解石化行业中的典型污染物。本文系统梳理了MOF材料及其相关工艺在石化环保领域的潜在应用,重点介绍了近年来国内外取得的突破性进展,并在此基础上深入分析了该材料的应用现状、存在问题及未来的研发方向。总体而言,MOF材料具有比传统多孔材料更优异的结构特征和应用性能;展望未来,其能够作为吸附剂、分离膜或是催化材料在石化环保领域得到更大规模的推广与应用。     

金属-有机框架材料在硅氢加成反应中的应用研究进展

硅氢加成反应是指在一定条件下含有硅氢键的化合物与含不饱和键的化合物进行的加成反应，是构筑C—Si键的重要反应之一，在有机硅工业中具有举足轻重的地位。该文综述了近年来金属-有机框架（MOFs）材料催化不饱和烃、羰基化合物和CO2的硅氢加成反应的研究进展，并针对每一种反应底物进行系统地总结与评述，最后指出了MOFs材料用于催化硅氢加成反应存在的问题，并对其未来发展方向进行了展望。     

金属-有机框架材料在火药中的应用研究进展

针对新型火药用功能材料和含能材料的开发及应用需求,综述了金属-有机框架材料(MOFs)用作火药燃烧催化剂、高能添加剂等组分的最新研究进展。介绍了使用MOFs、含MOFs的复合结构以及MOFs衍生物作为燃烧催化剂的初步研究成果;阐述了高能MOFs近年来的几个发展趋势,包括高维化、无溶剂化、绿色化以及精细修饰和结构调控;指出未来将MOFs用于火药中的重点研究方向为MOFs基燃烧催化剂和高能添加剂的构效关系研究、用于高压条件下的MOFs基燃烧催化剂的探索、高能MOFs性能精准预估方法的完善、具有优异催化燃烧性能或能量、安全性能的MOFs基材料的大规模制备手段研发以及综合性能优良的新型多功能MOFs的合成和应用。附参考文献82篇。     

光子功能金属-有机框架材料研究进展

金属-有机框架材料是一种由金属离子或金属簇与有机桥联配体通过配位作用组装形成的新型无机-有机复合多孔材料.无机、有机组分在分子水平的复合使得框架材料能够兼具无机和有机基元各自的特点和性能并产生协同作用,有序微孔则为组装客体分子实现光子学性能的调控甚至新光子功能的出现提供了可能.金属-有机框架材料在发光和非线性光学等光子...     

金属-有机框架材料的调控策略及其对典型重金属离子的吸附性能

金属-有机框架材料(MOFs)相较于传统吸附材料具有较大的比表面积、可调的孔隙和拓扑结构、丰富的活性官能团等优点,可作为高性能吸附剂去除水体中的重金属污染物。本文介绍了MOFs作为水处理吸附的结构特性,重点分析了基于金属节点掺杂、侧基功能化和合成后修饰的多孔性、表面活性、框架柔性、水稳定性、可扩展性、生物毒性和循环使用性MOFs的调控策略,而后介绍了MOFs在去除重金属离子方面的研究进展,详细介绍了MOFs对水中Pb(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)等阳离子型重金属离子和Cr(Ⅵ)、As(Ⅲ)/As(Ⅴ)等阴离子型含氧离子的吸附性能,并阐述MOFs去除水中重金属离子的作用机理。最后,提出了提升MOFs的水稳定性与吸附性能、平衡MOFs结构特性的关系、研究MOFs在自然界的迁移与富集以及MOFs的低成本高效益的可控性制备等研究方向,以期对MOFs在高性能吸附领域提供参考。     

钛修饰的锆基-金属有机框架材料催化苯甲硫醚制备苯甲砜

本文以UiO-66型Zr-MOFs为基础,通过后合成修饰的方法合成了UiO-66(Zr,Ti).以水为绿色溶剂,在相对温和的条件下,UiO-66(Zr,Ti)高效绿色催化双氧水分解,进而促使苯甲硫醚选择性氧化制备苯甲砜.研究发现,当原料苯甲硫醚用量为1mmol,最佳反应温度为60℃,反应时间为12h,UiO-66(Zr...     

Conversion of CO into CO2 by high active and stable PdNi nanoparticles supported on a metal-organic framework

The solubility of Pd(NO₃)₂ in water is moderate whereas it is completely soluble in diluted HNO₃ solution. Pd/MIL-101(Cr) and Pd/MIL-101-NH₂(Cr) were synthesized by aqueous solution of Pd(NO₃)₂ and Pd(NO₃)₂ solution in dilute HNO₃ and used for CO oxidation reaction. The catalysts synthesized with Pd(NO₃)₂ solution in dilute HNO₃ showed lower activity. The aqueous solution of Pd(NO₃)₂ was used for synthesis of mono-metal Ni, Pd and bimetallic PdNi nanoparticles with various molar ratios supported on MOF. Pd₇₀Ni₃₀/MIL-101(Cr) catalyst showed higher activity than monometallic counterparts and Pd+ Ni physical mixture due to the strong synergistic effect of PdNi nanoparticles, high distribution of PdNi nanoparticles, and lower dissociation and desorption barriers. Comparison of the catalysts synthesized by MIL-101(Cr) and MIL-101-NH₂(Cr) as the supports of metals showed that Pd/MIL-101-NH₂(Cr) outperforms Pd/MIL-101-(Cr) because of the higher electron density of Pd resulting from the electron donor ability of the NH₂ functional group. However, the same activities were observed for Pd₇₀Ni₃₀/MIL-101(Cr) and Pd₇₀Ni₃₀/MIL-101-NH₂(Cr), which is due to a less uniform distribution of Pd nanoparticles in Pd₇₀Ni₃₀/MIL-101-NH₂(Cr) originated from amorphization of MIL-101-NH₂(Cr) structure during the reduction process. In contrast, Pd₇₀Ni₃₀/MIL-101(Cr) revealed the stable structure and activity during reduction and CO oxidation for a long time.     

金属有机框架光催化剂微环境调控研究进展

金属有机框架材料（MOFs）是一类无机金属中心和有机配体自组装形成的晶体多孔材料,既有无机材料高结晶度、高电子迁移率等特点,又兼具有机材料高比表面积、高孔隙率、强可修饰性等特点,在光催化领域显示出广阔的应用前景。围绕物理化学微环境调控,对近年来MOFs光催化材料的研究进行了详细综述。其中,物理微环境的调控重点介绍了微观形貌调控、贵金属沉积和异质结构建三个方面;化学微环境调控重点介绍了金属位点调控与有机配体调控两个方面。此外,对MOFs光催化材料的未来发展进行展望,以期为高性能MOFs光催化剂的理性设计和可控制备等方面的研究提供思路。     

金属-有机骨架复合材料的制备及其二氧化碳吸附性能

通过原位溶剂热法分别合成了HKUST-1、MIL-101、UiO-66与羟基化介孔氧化硅泡沫（MCF-OH）的复合物,并对材料进行了PXRD、SEM、低温N2吸-脱附、XPS、TGA表征及298K下的CO₂吸附测试。结果显示：3种复合材料中都形成了对应MOFs的晶型结构,但由于各类MOFs金属中心的不同,MCF-OH对MOFs的形貌产生了不同的影响。其中,HKUST-1^#MOF-OH复合材料中MCF-OH的加入对HKUST-1的生长起到了导向作用,在两者界面间形成了新的介孔结构,并且其微孔孔径尺寸更接近CO₂的动力学直径。另外两种复合材料中MCF-OH的加入主要对其MOFs晶型颗粒的生长起到了限制作用,使其晶型颗粒尺寸减小,从而带来了比表面积的增加。3种复合材料的CO₂吸附量都较纯MOFs材料有所提高,并且由于HKUST-1^#MOF-OH复合材料中微孔孔径尺寸的减小以及新的介孔结构的引入使其对CO₂的吸附更加高效,因此其较纯MOFs材料的吸附性能提升效果最为明显。     

不同晶体形貌NH2-MIL-125(Ti)制备及光催化性能

采用溶剂热法合成了NH2-MIL-125(Ti)晶体，通过调变N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和无水甲醇（MeOH）两种溶剂比例，NH2-MIL-125(Ti)晶体呈现出圆形片、十面体和八面体形貌。采用XRD、SEM、FT-IR和BET等表征手段对不同形貌的NH2-MIL-125(Ti)晶体进行物性分析，并将其用于可见光光催化环己烷氧化反应，探究了催化性能与晶面之间的构效关系。分析得出， 环己烷选择性氧化生成环己醇和环己酮目标产物主要反应发生在NH2-MIL-125(Ti)晶体的{110}晶面族，而{101}晶面族主要是进一步氧化环己醇和环己酮产生COx。     

Fe@HKUST-1负载型材料催化苯羟基化反应

以氯化铁与二水合氯化铜的投料摩尔比为4∶100、8∶100、12∶100的比例,将氯化铁加入HKUST-1的前体二水合氯化铜和均苯三酸的混合溶液中,在超声波作用下原位合成Fe@HKUST-1负载型材料。用XRD、BET、TGA、SEM对Fe@HKUST-1进行晶体结构、孔径结构、热稳定性、外观形貌进行分析表征,考察了铁负载量对这些性质的影响。将Fe@HKUST-1负载型材料用于苯羟基化反应,实验表明,与HKUST-1相比Fe@HKUST-1负载型材料的活性有所提高。当氯化铁与二水合氯化铜投料的摩尔比为8∶100时,Fe@HKUST-1负载型材料的活性和稳定性在苯羟基化反应中处于较优状态。     

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（NH₃）的吸附方面并不令人满意。考虑到NH₃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NH₃的吸附和储存方面具有广阔的应用前景。而NH₃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NH₃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NH₃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NH₃吸附性能。结果表明,UiO-66、NU-1000和MOF-808在纯NH₃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NH₃环境及含水NH₃环境下均能胜任而应用于NH₃吸附和储存。     

NH2-MIL-125(Ti)光催化剂的研究进展

NH₂-MIL-125(Ti)具有较大的比表面积和孔隙率、均匀的孔道分布以及功能可调节性等优点,在光催化领域具有重要的应用前景,但同时也存在光生电子-空穴复合快和可见光利用率低等缺点。首先,介绍了钛酯的类型、反应物浓度、反应溶剂体积比和晶化时间对NH₂-MIL-125(Ti)晶体形貌的影响;接着,总结了提高NH₂-MIL-125(Ti)光催化活性的方法;然后,综述了国内外NH₂-MIL-125(Ti)光催化剂的应用现状;最后,提出了NH₂-MIL-125(Ti)光催化剂的发展方向。     

稀土金属有机骨架材料Yb-BTC催化合成聚碳酸酯二醇

以Yb(NO3)3·5H2O和均苯三甲酸(H3BTC)为原料,采用溶剂热法构筑了一种稀土金属有机骨架材料Yb-BTC。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附技术和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其结构进行了表征。结果显示,Yb-BTC是一种典型的微孔材料,比表面积为560 m2/g,孔径为1.84 nm,颗粒尺寸大小均一,粒径约为2μm。考察了Yb-BTC在碳酸二苯酯(DPC)与1,5-戊二醇(PDO)酯交换制备聚碳酸酯二醇(PCDL)反应中的催化性能,并与三乙胺、醋酸锌、钛酸四丁酯和乙酰丙酮氧钛4种催化剂进行了比较。结果表明,Yb-BTC的催化活性与钛系催化剂活性相当。当PDO与DPC的物质的量比为1.2,Yb-BTC用量为0.05%(以DPC质量为基准,下同),180～185℃下常压酯交换反应2 h,160℃下减压缩聚4 h,获得数均相对分子质量为2300,羟值为49.3 mg KOH/g的PCDL。     

官能化的金属有机框架在气体小分子分离中的应用

金属有机框架是由金属中心与有机配体自组装形成的一类结构可设计的新型多孔材料。吸附分离是金属有机框架的重要用途之一。本文介绍了以金属有机框架为多孔平台设计合成具有目标导向的官能化金属有机框架的途径以及官能化金属有机框架在二氧化碳与氮气、甲烷分离,烷烃与烯烃分离,低碳烷烃等小分子气体分离纯化中的作用。表明官能化的金属有机框架由于官能团活性位点的存在,在二氧化碳、烯烃、烷烃等气体小分子分离中相对未经修饰的金属有机框架具有更高的分离选择性。官能化的金属有机框架的目标导向使其在化工分离领域具有更广阔的应用前景。目前材料合成难以量产限制了官能化的金属有机框架在化工分离方面的普及,随着合成方法的不断简化官能化金属有机框架在化工分离中会有更广泛的应用。     

金属有机骨架固载离子液体复合材料研究进展

离子液体是一种由阴离子和阳离子共同组成的有机熔融盐，其挥发性低、热稳定性和化学稳定性好、电化学窗口宽、结构可调变，近年来在诸多领域具有广泛的应用。但由于其黏度大不便于输送和操作，合成成本较高、回收利用率低等缺点，其发展受到了一定的限制。金属有机骨架 (MOFs) 材料是由金属离子/团簇和有机配体通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙结构的有机-无机杂化材料。以MOFs为载体固载离子液体，不仅可以保留离子液体的优势，还可以赋予离子液体而很多新的特性。本文从MOFs固载离子液体的理论计算和实验应用研究出发，综述了MOFs固载离子液体的起源和固载方式，分析了MOFs和离子液体之间的兼容性、固载形式和相互作用，并对MOFs固载离子液体的瓶颈问题进行了分析，对发展方向进行了展望。