柔性金属有机骨架材料(MOFs)用于气体吸附分离

柔性金属有机骨架材料(MOFs)具有高度有序的网络结构与可变形的骨架,其骨架结构会对外界的温度、压力及客体分子的刺激产生独特的结构响应。近几年来,柔性MOFs在气体吸附、气体分离、传感等领域显示出巨大的应用潜力。截至目前,研究者们对柔性MOFs的研究仅局限于对其结构形变的机理解释,而缺乏对柔性MOFs应用于相关化工过程的性能研究。本文着重对近年来柔性MOFs在气体吸附分离领域的研究进展进行了综述,并详细地分析了柔性MOFs结构与其气体吸附分离性能之间的构效关系。通过分子模拟结合实验,讨论了柔性MOFs结构对气体分子的平衡吸附与动力学扩散的影响。分析表明,设计合成具有良好吸附选择性与扩散性能的柔性MOFs是其应用于绿色、高效气体分离过程的重要发展方向。     

金属有机骨架材料用于吸附分离CH4和N2的研究进展

非常规天然气的利用不仅可以有效缓解常规天然气不足带来的能源问题,而且可以降低其肆意排放带来的温室效应,无论是低浓度煤层气的提浓还是低品质天然气的提质都需要解决甲烷与氮气的分离难题。基于金属有机骨架（MOFs）材料结构和功能均呈多样化的特色,本文主要从CH₄选择型MOFs吸附材料和N₂选择型MOFs吸附材料两个方面,综述了近年来MOFs材料在CH₄与N₂吸附分离方面的研究进展,讨论了影响二者分离的影响因素,并对吸附与分离机理与MOFs结构和性能关联进行了详细的总结与分析,提出了CH₄与N₂选择性提升的方法,即需要合适的孔道尺寸与弱极性表面性质或有利骨架结构的协同作用,最后展望了MOFs材料在甲烷富集和纯化领域的应用前景和发展趋势。     

金属有机骨架材料用于农药吸附和负载的研究进展

金属有机骨架(MOFs)材料是以金属离子/簇为中心原子,通过与一种或多种有机配体,采用配位方式构建成为具有周期性无限网络框架结构的晶体多孔材料。鉴于其表面积大、孔径可调节和结构多样化等独特优势,广泛应用于许多领域,已成为材料领域最为活跃的研究热点之一。笔者将对MOFs在农药吸附和负载方面的研究及其应用进行综述,并对其前景进行展望,以期为MOFs在农药领域的应用提供参考。     

金属有机骨架材料在CO_2/CH_4吸附分离中的研究进展

CO2/CH4分离能耗高是生物甲烷过程核心难题之一。金属有机骨架材料(metal organic frameworks,MOFs)由于其优异的CO2吸附分离性能,被视为最具潜力的CO2分离捕集材料,近年来引起了广泛的关注。本文结合沼气的特点和MOFs研究的最新进展,对MOFs材料在CO2/CH4吸附分离过程的相关实验研究工作进行了综述。     

金属有机骨架材料在吸附分离CH_4/N_2中的研究进展

简单介绍了金属有机骨架材料的发展,主要从甲烷选择型MOF吸附剂、氮气选择型MOF吸附剂2个方面综述了金属有机骨架材料在CH4/N2分离中的研究进展,并对MOFs吸附剂与传统吸附剂的CH4/N2分离性能进行了比较,同时展望了MOFs吸附剂在低品质煤层气脱N2过程的应用前景。     

水稳定性金属有机骨架材料对铀吸附研究进展

以水稳定性MOFs为研究对象,综述了国内外吸附处理含铀废水的研究现状,重点阐述了不同类型和结构的水稳定性MOFs有效吸附含铀废水的最新进展,特别是改性、复合MOFs可以提高MOFs的吸附性能.最后,我们提出了对开发水稳定性MOFs的个人见解和未来展望.     

水稳定性金属有机骨架材料对铀吸附研究进展

以水稳定性MOFs为研究对象,综述了国内外吸附处理含铀废水的研究现状,重点阐述了不同类型和结构的水稳定性MOFs有效吸附含铀废水的最新进展,特别是改性、复合MOFs可以提高MOFs的吸附性能。最后,我们提出了对开发水稳定性MOFs的个人见解和未来展望。     

金属有机骨架材料在CO2/CH4吸附分离中的研究进展

CO₂/CH₄分离能耗高是生物甲烷过程核心难题之一。金属有机骨架材料（metal organic frameworks,MOFs）由于其优异的CO₂吸附分离性能,被视为最具潜力的CO₂分离捕集材料,近年来引起了广泛的关注。本文结合沼气的特点和MOFs研究的最新进展,对MOFs材料在CO₂/CH₄吸附分离过程的相关实验研究工作进行了综述。     

沸石咪唑酯骨架材料合成及其在气体吸附分离领域的研究进展

气体分离在石油化工和化工生产中有非常重要的作用。沸石咪唑酯骨架（ZIFs）作为一种新型的多孔材料，具有大比表面积、高孔隙率、多样的结构组成和超高的热稳定及化学稳定性，成为该领域的研究热点。本文围绕ZIFs材料的合成展开，详尽地总结了现阶段ZIFs在气体吸附分离领域的应用，重点介绍ZIFs在工业CO₂捕获及分离、轻质烃分离、气相色谱分离、用于气体分离的ZIFs基膜、惰性气体分离和有毒气体分离等行业的研究进展。同时指出，ZIFs材料在气体吸附分离领域的应用仍需要进一步研究，如新型低成本配体的开发、探索更多的合成方法来调整晶体结构、提升ZIFs材料的吸附效率，才能使ZIFs从实验室走向工业化。     

金属有机框架材料吸附处理苯酚污水机理研究进展

工业污水的主要成分中,酚类化合物对人类和环境毒害极大,是世界公认的水体中优先控制的污染物。因此,如何高效处理酚类废水是亟待解决的难题。金属有机框架材料（MOFs）及其衍生物是一种高比表面积、活性位点可调、便于化学修饰的新型多孔纳米材料,在污水处理等多个领域展示出潜在的应用前景。本文以酚类物质的结构特点和物理化学性质为基础,综述了近几年来MOFs及其衍生材料对酚类物质的吸附方面的最新研究进展。重点介绍了π-π共轭作用、酸碱共轭作用、静电作用、氢键作用、金属配位作用以及疏水作用,并结合上述机理,剖析了MOFs及其功能化改性材料的结构和特性以及对不同酚类化合物吸附性能的影响规律。最后,对MOFs在酚类废水处理方面的前景和今后的研究重点作了展望。     

金属有机骨架材料研究进展

近年来,金属有机骨架材料作为新型多功能材料的出现,在工业领域和学术界吸引了相当多的关注。它相比于传统的多孔材料,具有拓扑结构丰富,比表面积大的优点,又同时兼具有可设计,可剪裁,功能化容易的特点,在发光,分离,储气,催化,传感器及生物化学等领域有广阔的应用前景。在文章中,主要对金属有机骨架材料研究进展进行综述,此外,还介绍了MOFs材料作为功能材料的前言发展和在设计合成中的应用。     

金属有机框架化合物在荧光识别方面的研究进展

通过荧光识别化合物是一种简单可靠、方便快捷的一种分析手段。金属有机框架(metalorganic frameworks, MOFs)通过框架和客体分子之间的相互作用,在荧光识别和传感等领域有着广阔的应用前景而成为一个热点研究领域。主要综述了金属有机框架在荧光识别溶剂小分子、离子、芳香有机分子以及气体分子等领域的研究工作。     

MOFs材料催化氧化苯乙烯的研究进展

苯乙烯催化氧化成有价值的含氧衍生物在有机化学中是一步重要的基础反应,这在工业上有广泛应用。严重的环境污染问题使得以控制环境污染源头为目标的绿色催化技术受到了研究者们的极大关注。实现这些绿色催化过程的核心是研发新型催化材料。金属有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)具有:(1)比表面积和孔容大;(2)高度有序的孔结构和高度分散的不饱和金属离子位点;(3)易于设计、修饰和调变等优点,是一类非常有潜力的多相催化剂或催化剂载体。本文重点阐述了不同MOFs材料在催化氧化苯乙烯中的研究现状及存在的问题,并对其发展趋势作了展望。     

Metal-Organic Frameworks as Selective or Chiral Oxidation Catalysts

Since the discovery of Metal Organic Frameworks (MOFs) in the early 1990s, the amount of new structures has grown exponentially. A MOF typically consists of inorganic nodes that are connected by organic linkers to form crystalline, highly porous structures. MOFs have attracted a lot of attention lately, as the versatile design of such materials holds promises of interesting applications in various fields. In this review, we will focus on the use of MOFs as heterogeneous oxidation catalysts. MOFs are very promising candidates to replace homogeneous catalysts by sustainable and stable heterogeneous catalysts.

The catalytic active function can be either the active metal sites of the MOF itself or can be introduced as an extra functionality in the linker, a dopant or a “ship-in-a-bottle” complex. As the pore size, pore shape, and functionality of MOFs can be designed in numerous ways, shape selectivity, and even chiral selectivity can be created. In this article, we will present an overview on the state of the art of the use of MOFs as a heterogeneous catalyst in liquid phase oxidation reactions.     

金属-有机框架化合物的荧光和吸附性质发展现状

近年来,金属-有机框架化合物晶体工程因其在光学、磁性、催化和吸附领域的潜在应用而备受关注。荧光性质和吸附性质是金属-有机框架化合物重要的性质。如何开发具有这类性质的金属-有机框架化合物是科研工作者努力的目标。利用金属-有机框架化合物的荧光性质在小分子识别以及化学传感器方面已进行了广泛的研究。多孔的金属-有机框架化合物在能源气体的储存与工业气体分离领域已有大量的相关报道。本文综述了金属-有机框架化合物在荧光和气体的吸附与分离领域的研究现状和发展趋势。     

Gold-Nanoparticle-Decorated Metal-Organic Frameworks for Anticancer Therapy

Confinement of Au nanoparticles (NPs) within the porous materials with few nanometers (2-3 nm) has been a well established research area in the past decades in heterogeneous catalysis mainly due to the unique behaviour of Au NPs than its bulk counterpart. In this aspect, Au NPs encapsulated within the pore volumes of metal−organic frameworks (MOFs) have been intensively explored as heterogeneous solid catalysts for wide range of reactions. In recent years, Au NPs confined within the porous MOFs along with the photosensitizer or drug have been effectively used for the treatment of tumor cells through the generation of reactive oxygen species via cascade reactions. This work highlights the benefits of MOFs pores in the preparation of nanomedicine with high efficiency by assembling Au NPs, photosensitizer/drug with the combination of laser either for imaging or treatment of tumor cells. Further, the existing literature is grouped based on the nature of porous materials employed in the preparation of nanomedicine. The final section comments on our view on future developments in the field.     

Hydrogen Storage in Metal-Organic Frameworks

Recent decades have witnessed the explosive emergence of metal organic frameworks (MOFs) as functional ultrahigh surface area materials. Categorized as an intriguing class of hybrid materials, MOFs exhibit infinite crystalline lattices with inorganic vertices and molecular-scale organic linkers. Fortunately, the large internal surface areas and overall pore volumes, adjustable pore sizes, ultralow densities, and tunable framework–adsorbate interaction by ligand functionalization and metal choice, enable MOFs to be promising materials for wide applications. In particular, these remarkable properties render MOFs potential hydrogen storage materials. By virtue of their exceptionally high surface areas, unparalleled tenability and structural diversity, MOFs have become a hotspot of research within the scientific community. This paper reviews the different methods used for the synthesis of MOFs, the relationship between structural features and hydrogen adsorption, the strategies for hydrogen uptake improvement as well as the molecular simulation.     

CH_4/N_2吸附分离技术中吸附材料的研究进展

近年来我国开采煤层气的步伐加快,而利用率低,其原因在于甲烷含量低和燃料效率低等。因此有效地富集提纯煤层气,开发高效的CH_4/N_2分离技术就显得尤为关键。相比较传统的分离技术,高效、经济的PSA吸附分离技术在CH_4/N_2中展示出广阔的前景。通过分析国内外传统吸附材料和新型吸附材料的研究现状,对其各自的吸附机理、吸附工艺进行探讨,为以后高效CH_4/N_2分离材料的开发和研究提供了新的参考依据,同时展望吸附分离技术在CH_4/N_2分离领域的发展与应用前景。     

离子液体在气体吸附中的研究进展

综述了气体在离子液体中的溶解性能、影响因素及其传质机理;介绍了CO2、SO2等气体在离子液体中的吸附研究进展;总结了离子液体中气体分离、分析及有气体参与的化学反应等领域的研究现状,并展望了离子液体在气体吸附方面的应用前景。     

水蒸气对MOFs材料吸附分离混合气影响的研究进展

实际工业过程中混合气的分离通常会受到水蒸气的影响,所以选择合适的固体吸附剂很重要。金属有机骨架(MOFs)材料是一类具有高比表面积、孔径可调等特点的新型材料。不同类型的MOFs材料与水的作用力不同,因此,水蒸气的存在对于该类材料的气体吸附和分离能力有着不同的影响。本文对近年来水蒸气对MOFs材料的气体吸附和分离影响的研究进行讨论。