MOF材料在水环境污染物去除方面的应用现状及发展趋势（II）

对近年来MOF材料去除水环境中重金属、有机物的相关研究进行了总结与评述。本篇是该主题的第2篇,主要对MOF材料去除水中有机污染物的相关研究进行总结和论述。研究表明,MOF材料含有大量开放性金属位点、路易斯酸碱位以及官能团,因而对染料、抗生素、农药、持久性有机污染物等均具有较高的吸附性能。氢键、π?π作用、疏水作用和静电引力是其吸附有机污染物的主要机制,部分MOF材料中较大的孔道结构也有利于大分子有机污染物的吸附;另外,部分MOF材料还具有优异的催化性能,能够作为类Fenton催化,光催化以及过硫酸盐活化的催化剂实现对有机污染物的催化降解,其中光催化反应中污染物的降解主要源于·O2?、·OH和h+的贡献;而在过硫酸盐体系中,·O2?、·OH、SO₄·?和1O₂是导致有机污染物分解的主要活性氧化物种。基于对先前研究的回顾,相信未来的研究领域包括但不限于以下方面:（1）进一步提高MOF在去除有机污染物方面的性能,并提高其可回收性;（2）开展新型MOF催化材料的制备及催化反应机理的研究;（3）研究MOF缺陷结构的调控,以开发具有更高吸附和催化性能的新型MOF材料;（4）研究新的框架材料,例如共价有机骨架（COFs）材料,并将其应用于污染物净化领域。      

基于金属有机骨架材料的电阻传感器在检测VOCs中的应用

化学电阻传感器由于其结构简单、分析快速等特点在众多气体传感方式中脱颖而出,因此成为了目前应用广泛的传感器类型。其中,用于检测挥发性有机化合物（VOCs）的电阻传感器中敏感材料对气体的选择性吸附和相应的检测至关重要,此外也需要一些额外措施保证检测的选择性。因此,传感材料的比表面积、孔尺寸、功能官能团以及辅助材料等决定了传感器的响应程度、选择和敏感程度。金属有机框架材料（MOF）是一类新型的有机?无机杂化材料,具有丰富多孔、高比表面积、结构多样性、化学稳定性良好等特点,除此以外一些MOF衍生物也具有比表面积大、导电性良好等特点,因此MOF及MOF衍生物已在气体传感器中得到广泛研究和应用。基于化学电阻传感器基本原理、MOF及MOF衍生物在电阻传感器检测挥发性有机化合物中起到的作用、原理、及其应用,对其发展前景和面临的挑战进行了展望。      

金属有机框架结构材料衍生的过渡金属单原子催化剂应用于氧还原电催化的研究进展

过渡金属元素掺杂的金属有机框架结构（MOF）材料衍生的过渡金属单原子催化剂（SACs）因具有高比表面积、清晰的金属节点、可调节的孔径和拓扑结构等特性,被证明可以替代商业Pt系贵金属催化剂,作为一种新型非贵金属催化剂应用于燃料电池和金属-空气电池阴极氧还原反应（ORR）中。本文综述了由MOF前驱体衍生的SACs在ORR电催化中的最新进展,包括如何解析SACs中催化中心原子的配位环境,对不同配位环境下的SACs催化反应活性预判,以及单原子活性中心负载优化和配位原子协同效应对SACs催化活性的影响,最后提出SACs未来的研究和应用方向。     

MOF晶体薄膜材料的制备及应用

作为纳米技术领域的一种新材料, 金属-有机骨架(metal-organic framework, MOF)薄膜材料(也称为SURMOFs)获得了越来越多研究者的关注.多种合成方法的不断提出, 为大量合成膜厚度、均匀性、形态、甚至维度均可控的MOF薄膜材料提供了可能性, 并为薄膜材料在更多领域中的应用提供了机会.本文首先介绍了MOF薄膜材料基于液相或真空的各种合成方法及其适用范围, 其中, 获得高质量薄膜的最有效方法之一是在基底材料上沉积自组装单层(SAMs), 进而诱导MOF薄膜的成核及生长.其次, 总结了近年来MOF薄膜材料在分离、催化、传感等领域的研究进展, 以及为满足环境可持续发展和对清洁能源的需求, 新发展起来的在光催化、储能、光伏以及制备各种电子器件领域的应用.在此基础上, 讨论了限制MOF薄膜实际应用的因素(例如薄膜生长机制需要更深入的研究、薄膜质量及薄膜热电性能等有待进一步提高等), 对相关领域未来的研究方向进行了展望, 以期为MOF薄膜材料进一步的研究发展提供理论参考.      

稀土金属有机框架的研究现状及应用进展

稀土元素金属有机框架(Ln-MOFs)是一种基于镧系稀土金属与有机羧酸类或者含氮杂环配体在水热条件下反应生成的具有特殊拓扑结构的高分子化合物。简述了Ln-MOFs的结构和常用制备方法，包括水热法、微波辅助和超声波辅助合成法。介绍了Ln-MOFs材料在化学传感、分子催化、发光、医学成像等诸多领域的最新应用以及作用原理，为其进一步开发及利用提供参考。Ln-MOFs材料因兼具镧系元素离子特殊的电子层结构和MOF结构的可调性在上述诸多领域中展现出极大的应用前景，是一种很有前途的功能高分子材料。基于研究现状和不足，提出了Ln-MOFs的未来研究方向。     

MOF材料在水环境污染物去除方面的应用现状及发展趋势(Ⅰ)

金属有机骨架(Metal-organic frameworks,MOFs)是一类有机-无机杂化材料,通常是指金属离子或金属簇与含氮、氧刚性有机配体通过自组装过程形成的功能性多孔材料.MOF材料具有丰富的可设计的结构类型、可调控的化学功能、低密度的骨架、超高的比表面积,以及可功能化的永久的孔空间,在气体存储与分离、催化、传感、药物运输与缓释等领域都有广泛的应用潜力.近年来,MOF及其复合材料已经被应用于多种污染物的去除.本文对近年来MOF材料去除水环境中重金属、有机物的相关研究进行了总结与评述.本篇是该主题的第一篇,主要针对MOF材料在水体重金属污染物去除方面的研究进行论述.通过对以往的研究分析可知,MOF材料对常见重金属Pb2+、Cu2+、Cd2+、Co2+、Ag+、Cs+、Sr2+、Hg(II)以及TcO4-、Se(VI)、As(III)、As(V)均具有高效吸附性能,甚至部分MOF材料的吸附性能远高于传统吸附材料.主要的吸附机理包括:静电引力、配位/螯合作用、离子交换作用、孔道吸附(物理吸附)等.最后,基于以往的研究成果对未来的研究趋势进行了展望.     

金属有机框架材料的合成及电催化性能研究

金属有机框架材料(MOFs)由金属团簇和有机配体以配位键的形式结合而成,是一种比表面积大、活性位点多的多孔性材料.近年来,已经成功制备出功能多样性的新型材料,并应用于不同的领域,通过MOFs连接起不同学科的交叉融合.MOFs的发展前景良好,在电催化领域,研究者们发现其具有巨大潜力,并在研究过程中取得了重大突破.文章将从金属有机框架材料的几种常见合成方法,及它的电催化性能及其应用等方面展开.     

铂族金属汽车尾气净化催化剂研发及应用进展

本文主要探讨国内外铂族金属尾气净化催化剂最新的研发及应用进展,通过供需数据分析近年来铂族金属在汽车尾气净化催化剂领域的应用情况,通过国内外文献及专利技术揭示铂族金属在汽车尾气净化催化剂领域的研发动向,重点分析了近年来如何减少使用铂族金属和如何提高催化性能的相关技术,此外还涉及到载体、蜂窝结构、捕集器、过渡金属氧化物、柴油尾气净化、尾气催化剂回收和对生物圈的影响等方面的研发进展。从研发技术趋势来看,铂族金属在汽车尾气催化净化剂方面的应用与研发更多的倾向于资源的合理应用、高效利用、以及尽可能的降低成本等方面,采取的措施包括比较昂贵的铂被较廉价的钯等替代、强化对铂族金属的性能活化、改善气体扩散性、设计合理的结构（包括比表面、孔径和孔体积等）、粒径的合理设置等方面。未来铂在个体汽车尾气净化催化剂上的用量将进一步减少,其他金属（如过渡金属氧化物）在协同铂族金属尽可能发挥催化活性的同时减少铂族金属的用量,以求在成本和效率方面找到最佳平衡点。     

铂族金属催化动力学光度分析法

综述了近 10多年来铂族金属催化动力学光度分析法 ,包括反应体系、有机和无机试剂、线性范围或检出限、简介和应用。参考文献 14 4篇。     

铂族金属在不对称催化中的应用

不对称催化近30年来取得了很大应用和进展。3位该领域的科学家因其卓越的工作获得了2001年度的诺贝尔化学奖。铂族金属，尤其是钌、铑、钯在不对称催化中起着不可替代的作用。本文综述了铂族金属不对称催化在医药、农药和香精行业中的应用情况，指出了影响其工业化的因素和已有的工业化实例。     

金属有机骨架（MOFs）/纤维材料用于电阻式气体传感器的研究进展

总结了将MOFs材料与金属氧化物、纺织品以及碳基导电纤维材料相结合,并在电阻式气体传感器领域的研究与应用。其中金属氧化物结合MOFs过程中,MOFs主要有两个作用:一是作为分散剂提高金属氧化物的分散性;二是利用MOFs本身具有较大的比表面积和大量的活性位点,来提高材料对于气体分子的吸附量和选择性。当纺织品与MOFs结合的过程中,由于纺织品的导电性相对较差,所以需要结合一些导电性及气体选择性较好的MOFs来作为传感器。碳基导电纤维一般具有较好的机械性能和导电性能,因此将其与MOFs材料复合后用于柔性电阻气体传感器具有一定的优势。      

Cu-Ni双金属负载凹凸棒土催化剂的研究

以Cu-Ni为活性组分,以凹凸棒土(ATP)为载体,采用沉淀法制备了新型的Cu-Ni/ATP负载型双金属;采用扫描电子显微镜(SEM)分析了载体和负载催化剂的微观形貌;利用气相微反应装置对负载Cu-Ni型催化剂的催化活性进行了测试;通过气相色谱对反应产物进行了在线检测,在此基础上考察了Cu-Ni负载量对催化剂催化性能的影响。结果表明:Cu-Ni/ATP催化剂有较好的催化作用。     

高性能自支撑氧催化电极基底材料的研究进展

在“碳达峰”和“碳中和”的时代背景下,电解水、金属空气电池、燃料电池等清洁能源技术由于具有能量效率高、安全性好、结构简单和清洁环保等优点受到广泛关注.然而,发生在氧催化电极上的关键反应——氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）具有缓慢的动力学,很大程度上阻碍了其商业化应用.传统氧催化电极存在合成过程繁琐、可控性低、均一性差、成本高和载体催化剂易团聚等问题,限制了其催化性能.自支撑氧催化电极的高催化活性位点、高稳定性等优势可以完美解决传统电极面临的问题.本文介绍了自支撑氧催化电极基底材料的研究进展以及合成方法,并讨论了影响自支撑氧催化电极ORR/OER催化性能的因素,最后对自支撑氧催化电极未来的研发方向和发展趋势提出展望.     

Heterobimetallic CoCeOx derived from cobalt partially-substituted Ce-UiO-66 for chlorobenzene efficient catalytic destruction

Here, a metal–organic framework (MOF)-templated strategy was applied to synthesize the CoCeO_x bimetallic catalysts by calcining Co partially-substituted Ce-UiO-66. It is indicated that the substituted Co limited Ce cations in Ce-UiO-66 framework, which affects its growth and structure crystallinity to some extent. After pyrolysis treatment, the derived bimetallic oxide (CoCeO_x-M) can basically keep the octahedral structure and the surface area is much higher than the bulk metal composite oxide (CoCeO_x-B) prepared by traditional coprecipitation. Results reveal that CoCeO_x-M performs the best chlorobenzene degradation capacity, superior stability and vapor tolerance compared with those of CeO₂-M (derived from Ce-UiO-66) and CoCeO_x-B. At the same time, it is favorable to inhibit the formation of CO during the oxidation reaction. The superior catalytic performance of CoCeO_x-M is attributed to a good dispersion of metal cations, high surface area and active oxygen concentration, and good redox property. Moreover, the formation of organic byproducts especially chlorinated organics can be obviously prohibited over CoCeO_x-M compared with that of CeO₂-M. Mechanism study reveals that chlorobenzene dissociates on the surface of CoCeO_x-M to form carboxylates such as acetate species, maleate and phenolate before finally oxidized into CO₂, H₂O, and HCl. The present work poses new insights into the fabrication of efficient catalysts for industrial CVOC purification.     

Preparation and characterizations of Ce-Cu-O monolithic catalysts for ethyl acetate catalytic combustion

Ce-Cu-O monolithic catalysts were prepared by using Ce0.9Cu0.1O1.9 solid solution or nitrate as precursors,and their catalytic performance for the combustion of ethyl acetate were studied.The catalysts calcined at a low temperature showed high catalytic activities.When calcined at high temperatures,the catalyst with Ce0.9Cu0.1O1.9 solid solution as precursor remained a high activity,while the catalyst with metal nitrates as precursors exhibited a suppressed reactivity.Therefore,the catalyst prepared with th...     

活性炭载体的超声波处理对Pt／C催化剂活性的影响分析

通过对活性炭载体进行不同条件的超声波处理获得了具有不同表面化学性质的载体，使用比表面积（BET）、酸碱滴定等技术手段对载体的物理化学性质进行了表征。将经过超声波处理的活性炭载体制备成Pt／C催化剂，并将催化剂直接用于催化反应，考察了活性炭载体的不同超声波处理条件对Pt／C催化剂性能的影响。实验发现，活性炭载体经过超声波处理后，表面灰分含量、pH值和中孔孔容有较大的变化；使用经过60min超声波处理后中孔孔容较大的活性炭作为载体制备的Pt／C催化剂，在催化加氢反应性能测试中显示了最高的催化活性。在此基础上，就活性炭载体的超声波处理对Pt／C催化剂活性的影响进行了讨论。     

金属氧化物改性丝光沸石柱状晶的制备及性能研究

以六亚甲基亚胺为模板剂,采用动态水热合成法制备了柱状晶紧密堆砌形貌的丝光沸石。采用等体积浸渍法制备了Cr_2O_3、MgO以及ZnO改性丝光沸石,并对其催化1-甲萘与均三甲苯的异构化-烷基转移耦合反应性能进行对比研究。采用XRD、N_2吸附-脱附、SEM和NH_3-TPD等手段对样品的结构和酸性质进行表征。结果表明,与颗粒形丝光沸石相比,丝光沸石柱状晶具有更大的比表面积、孔容和介孔孔容,酸强度相近而酸密度下降。在1-甲萘与均三甲苯的异构化-烷基转移耦合反应中,明显提高了1-甲萘及均三甲苯的转化率和产物中二甲基萘的收率。负载金属氧化物后,丝光沸石的比表面积和中强酸酸量下降,产物中2-MN选择性提高,而三甲基萘等大分子副产物选择性降低。可通过金属氧化物改性调变异构化-烷基转移耦合反应中产物的选择性。     

Effect of Na+on catalytic performance of CoCe/ZSM-5 catalysts for oxidation of toluene

A CoCe/ZSM-5 catalyst was prepared by ultrasonic-assisted impregnation for the catalytic combustion of toluene.To study the effect of Na+on catalytic performance of CoCe/ZSM-5 catalysts,a series of different Si/Al ZSM-5 zeolites and catalysts doped with Na were synthesized.The experimental results show that 0.71 wt%Na+can inhibit active growth,generate more active small crystal grains,and promote improvement of the catalytic activity by the grain boundary segregation block mechanism,and the catalyst with 0.71 wt%of Na shows toluene conversion of 90 vol%at 250℃.Over 0.71 wt%of Na+content will neutralize the acid centre of the catalyst,lowering the specific surface area of the catalyst and resulting in a gradual decrease in the catalytic activity.