新型金属-有机骨架/纤维素气凝胶杂化材料的研究进展

纤维素气凝胶(CA)因其独特的三维层状网络结构、丰富的孔隙率和极大的比表面积,成为构筑新型杂化纳米复合材料的优良载体。然而,纤维素气凝胶由于分子链上羟基的亲水作用在溶剂交换及干燥处理过程中容易发生结构皱缩使力学性能降低,同时功能单一化限制了该材料的广泛应用。金属-有机骨架(MOF)作为一类新兴的无机-有机杂化多孔材料,具有结构多样性且孔径尺寸均一可控等特征优势而备受关注。近年来,研究人员利用纤维素气凝胶的本征结构及功能特性,以MOF作为增强相引入纤维素气凝胶基体骨架中构筑新型杂化材料,相关基础研究正在逐渐拓展并展现出良好的应用潜力。基于此,重点综述了MOF/CA杂化材料的制备方法和该材料在构筑过程中的组分优化及结构设计,并介绍其在阻燃隔热、吸附降解、电磁屏蔽和其他前沿领域的应用现状,提出现阶段存在的主要问题并对未来的发展方向作了展望。     

新型MOF@木材复合材料的制备及其染料吸附和阻燃性能研究

金属-有机骨架(MOF)晶体的实际应用通常受其粉末形态的限制。将天然轻木作为基体负载MOF颗粒,采用简便通用的生长策略成功制备了一系列新型MOF@木材(MOF=UiO-66,ZIF-8和ZIF-67)复合材料,并系统研究了其微观结构、阻燃性能及其对亚甲基蓝(MB)染料的吸附行为。研究结果表明,不同晶粒尺寸和形貌的MOF引入木材基体后,大量均匀分布在木材支架内的管腔表面并保持了其结晶度。其中,ZIF-8@木材具有更加优异的MB吸附能力,对MB的去除率为82.5%,最大吸附量可达210.9 mg·g^-1。吸附过程符合伪二阶动力学模型,说明MOF@木材对MB的吸附主要为化学吸附。此外,UiO-66的掺入对木材基体早期热稳定性和炭层形成的影响优于ZIFs。相比于天然木材,UiO-66@木材的热释放峰值(PHRR)由94.5 W·g^-1急剧降至36.5 W·g^-1,总热释放量(THR)从7.7 kJ·g^-1下降到5.4 kJ·g^-1。同时,在800℃的炭化率显著提高了84.8%。本研究为...