金属-有机骨架材料的合成及其研究进展

介绍了金属-有机骨架材料(MOFs)的结构特点和合成方法,论述了金属-有机骨架材料在国内外的研究进展,介绍了其在气体存储,尤其是储氢方面的研究现状.     

金属-有机骨架（MOFs）多孔材料ZIF-8的性能研究

研究金属-有机骨架(MOFs)多孔材料ZIF-8的特性,并用其部分替代白炭黑和氧化锌用于轮胎胎面胶。结果表明:ZIF-8的骨架上含有大量金属活性位点,且大部分金属活性位点裸露在外,使其具有更高的催化性能,ZIF-8具有特殊的有机-无机骨架结构,比表面积大,易分散且对小分子吸附性更好;在轮胎胎面胶中加入ZIF-8,可以大幅度降低氧化锌和白炭黑的用量,缩短硫化时间,提高胶料的物理性能,胶料具有更高的拉伸性能且保持较低的温升。     

超声法辅助合成金属-有机骨架材料

近年来,金属-有机骨架材料作为一种具有多种功能的新型多孔材料,以其巨大的潜在应用前景而成为一个热门的研究领域,例如离子交换、气体储存、催化以及在光学、医学、选择性吸附和磁性材料等领域。传统的金属-有机骨架的合成方法,如水热、溶剂扩散和溶剂热等方法,需要的合成条件温度高、溶剂消耗多、耗费时间长。同时利用传统法合成的金属-有机骨架材料晶体尺寸较大,传感响应速度慢。利用超声辅助方法合成的金属-有机骨架材料,可以高产率地合成大多数金属-有机骨架材料,且具有反应时间短、产品回收率高等特点,实现对金属-有机骨架材料尺寸和形貌的调控,利用超声辅助的合成方法,通过改变反应条件,可以得到具有不同尺寸和形貌的金属-有机骨架材料。     

金属-有机骨架材料吸附脱硫的研究进展

金属-有机骨架材料(MOFs)是一种新型多孔材料,近年来在吸附脱硫中的应用使其在清洁汽油生产中成为最有潜力的材料。综述MOFs吸附脱硫的研究进展及主要机理,并对MOFs的发展前景和方向进行展望。     

金属-有机骨架材料在气体膜分离中的研究进展

金属-有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOF)由于具有高比表面积、大孔隙率、功能性孔道结构以及种类多样性等特征,在储气、分离、催化、载药和光学等领域受到重视。其中,制备纯MOF膜或基于MOF的混合基质膜(mixed matrix membranes,MMMs)并用于气体分离,被认为具有潜在的应用前景。目前为止,实验合成的MOF材料种类已有两万种,为了快速筛选出合适的MOF材料作为膜材料,计算化学的方法可以极大地缩减MOF膜的研究周期,并有助于指导实验合成高效膜分离材料。本文分别从计算和实验两方面介绍了MOF膜在气体分离中的研究进展,分析表明,MOF膜的研究总体上向功能性更强、稳定性更高的方向发展,但是利用计算方法建立MOF膜的构效关系还存在一定的难度。因此,建立MOF膜的结构与性能表征的新概念、新方法,并利用MOF膜的结构-性能关系指导实验合成高稳定性、低成本的膜材料将是未来MOF膜的发展方向。     

金属-有机骨架材料的计算化学研究

金属-有机骨架材料（metal-organic frameworks,MOFs）是一种新型纳米多孔材料,独特的结构特征使其在储气、分离、催化、生物化学及制药等领域具有广阔的潜在应用价值。本文综述了计算化学方法在探索MOF材料结构-性能关系方面的研究进展,并着重介绍了本研究室在此方面的研究成果。     

金属-有机骨架材料材料在光催化降解有机污染物中的应用

近几年来,金属-有机骨架材料(MOFs)材料作为一类高效催化剂在光催化领域中得到了广泛的研究和应用。综述了几类新型的MOFs材料(混合配体型、混合金属离子型、掺杂型和复合型MOFs)在光催化降解水环境中有机污染物的应用现状及机理,并提出了其发展的前景。     

金属-有机骨架材料制备及其吸附净化挥发性有机物应用

吸附技术是控制净化挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)常用且有效的方法之一,其核心和关键是具有高比表面积和孔容的高效吸附材料。金属-有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一类具有超高比表面积和孔容的新型高效吸附材料,在VOCs吸附净化领域具有广阔的应用前景。概述了MOFs材料的发展历程,重点介绍了MOFs材料合成制备方法及其对VOCs的吸附研究进展,讨论了相关研究工作尚存在的科学技术问题并展望了未来研究方向。     

金属-有机骨架材料Co (s-nip) 用作气相色谱分离性能研究

手性金属-有机骨架材料是一种多孔材料,存在较多的手性识别位点和热稳定性较好等优点,所以能够作为气相色谱手性固定相。本论文旨在合成手性金属-有机骨架材料Co(s-nip),并将制备所得材料采用动态涂敷的办法制备手性毛细管柱,制备Co(s-nip)毛细管气相色谱柱,并研究该柱的色谱分离性能,实验证明8种手性化合物在Co(s-nip)毛细管上表现较好的分离能力。除此之外,位置异构体、正构烷烃混合物、正构醇混合物和Grob试剂也具有较好的分离效果。通过实验结果证明我们制作的Co(s-nip)毛细管柱具有一定的应用前景。     

金属储氢材料研究进展

综述了金属储氢原理、目前国内外金属储氢材料的研究现状及应用研究进展,对镁系、稀土系、Laves相系、钛系及金属配位氢化物等几个系列金属储氢材料当前的研究热点和存在问题进行了详细介绍,并对未来金属储氢材料在民品和军工方面的应用研究方向和发展趋势进行了展望。     

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.     

多孔吸附储氢材料研究进展

综述了氢存储研究的重要性和国内外多孔吸附储氢材料的研究工作,对碳基多孔材料、纳米管材料、多孔矿物材料和金属有机物多孔材料在锗氢中的研究热点和存在问题进行了详细介绍,并对未来多孔吸附储氢材料的研究工作进行了展望。     

氢能的制备、存储与应用

综述了氢能研究的重要意义,对氢气的各种制备方法和国内外有关储氢材料的研究工作进行了详细介绍。同时简述了氢能在各个工业领域的广泛应用,对未来氢能的研究工作进行了展望。     

镁基储氢材料在含能材料中的应用

根据化学结构不同将镁基储氢材料分为镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物3类,分别介绍了3类镁基储氢材料在含能材料中应用的研究进展;分析了镁基储氢材料在含能材料中的应用前景和存在的问题;介绍了计算机模拟技术在研究镁基储氢材料对推进剂热分解影响中的应用情况。结果显示,镁基储氢材料能够通过促进含能材料的热分解过程提升其能量水平,同时其较高的热稳定性有利于改善含能材料组分的相容性和安定性。镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物均可显著提高固体推进剂和炸药的应用性能。因此,镁基储氢材料在含能材料领域具有广阔的应用前景。附参考文献47篇。     

镁基储氢材料放氢特征温度的研究

用碱熔—酸洗—碳化处理制得的微晶碳作助磨剂,球磨金属镁3 h,制得储氢材料70Mg30C。对球磨后和500℃放氢后的材料进行XRD分析,结果显示材料在球磨过程便可储氢,500℃加热后MgH2全部分解为Mg和H2。用差示扫描量热法、程序升温脱附法、热质联用法和体积法研究了材料放氢特征温度,发现这几种方法测得的初始放氢温度及高峰放氢温度均相近。     

Metal-organic Frameworks Incorporating Multiple Metal Elements

The obtaining of materials incorporating multiple metal elements is of interest because the combination of various metal cations results in the achievement of new and enhanced properties. Metal-organic frameworks (MOFs) offer a suitable platform to combine multiple metal elements due to their modular nature and highly controllable structure. The incorporation of various metal elements into MOFs might be accomplished by following different synthetic approaches, which in turn determine the way in which the various metal elements are arranged in the framework. In this contribution, we will overview the formation of multi-metal MOFs by the introduction of new metal sites in the organic linkers, or in the inorganic secondary building units through cation exchange process, or one-pot synthesis.     

多微孔材料的贮氢研究

从无机微孔化合物和金属有机骨架两方面综述了多微孔材料贮氢的研究进展,对未来研究中的几个重要问题和贮氢材料研究的新的空间进行了讨论。     

储氢功能材料的研究进展

综述了各种不同储氢材料的分类、储氢机理、研究进展,指出未来应用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）车用氢燃料电池中的储氢材料,最具发展潜力的是大容量储氢合金、锂-铝及锂-硼金属配位氢化物和有机液体储氢。     

单壁碳纳米管与新型储氢材料

本文介绍了新能源战略下储氢材料的发展,其中单壁碳纳米管具有特别好的应用前景。最近的研究表明纳米管的最大氢化度依赖于其直径,对于直径约为2.0nm的单壁碳纳米管-氢复合物具有几乎100％的氢化度和通过可逆碳-氢键的形成而达7％以上的重量比储氢容量,并且室温下是稳定的。