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金属有机骨架(MOFs)是一种新兴高分子材料,是由过渡金属离子或占据节点的金属离子簇与双峰或多峰刚性有机连接体以配位键的方式结合,构成的一个结晶框架,对于这种笼状结构的材料,可以从外部允许一些客体微晶粒子的访问传递和进出。MOF材料的主要优点之一是过渡金属的多样性可以构成多样性配体,因此使MOF的结构具有多样性。MOF另一个重要的特征是相对于其它相关的微孔材料,它们的多种化学成分为他们提供了极大的表面积和高孔隙率。金属纳米材料(MNPs)在结构上由于尺寸小导致其性能上区别于传统材料,一些金属纳米材料比传统材料具有更高的比热、磁化率变高、更高的强度、超高的导电率、优秀的韧性、极快的扩散率等。但是由于金MNP的尺寸非常小导致其具有超高的比表面能,因此它在空气环境以及生物环境中容易快速氧化或团聚,表现出极差的稳定性。MNP的稳定性差极大地限制了它在各个领域的应用。将MNP与高分子、石墨烯等网络状或笼状材料复合能够很大程度上提升其在不同环境中的稳定性。笼状或3D保护壳可以有效避免金属纳米颗粒发生自团聚和氧化。MOF材料的快速发展为这个方向的研究提供了新思路。通过物理或化学手段将金属纳米材料与MOF结合,形成的功能复合材料能够在性能上互相取长补短,产生令人惊喜的相互促进的协同效应,因其具备完全优越于原组成材料的综合性能成为材料学科研究领域的热门话题。基于这个思路,本论文将金属纳米粒子复合在金属有机骨架材料上,制备出两种功能型材料,分别应用于催化水解氨硼烷和锂电池负极材料中。(1)CuNi NPs负载MIL-101作为高活性催化剂催化水解氨硼烷通过简单的液体浸渍方法将Cu2+和Ni2+盐还原在多孔金属有机框架MIL-101中。当固定负载的金属总量为3×10-4mol,通过改变Cu和Ni的负载摩尔比,制备出CuxNiy@MIL-101(x,y=0,0.5,1.5,2,2.5,3)。这个方案设计的目的在于利用高比表面积的MIL-101为CuNi双金属纳米粒子提供可以均匀分散的平台,另外基于Cu与Ni NPs之间存在强大的双金属协同效应,并且两者之间的协同效应强弱与他们的摩尔比有关。除此之外,是通过探索催化剂在从AB水解释放H2的循环实验来探究光催化剂是否具有令人满意的持久稳定性。验证MIL-101是否可以有效固定CuNi纳米粒子,为该催化剂的优秀的耐久性提供保障。该非贵金属催化剂由于成本低因而具有强大的商业和实际投放生产的应用潜力。(2)MIL-101支持Co(BO2)2作为锂离子电池的高性能阳极材料设计通过简单的液体浸渍方法将Co(BO2)2纳米粒子装载于Cr基金属有机骨架MIL-101的表面,并且制备过程中需要保证MIL-101的三维有机骨架完好。针对单一的Co(BO2)2在用作锂电池负极材料的时候,随着充放电次数变多,其容量开始不断减小,稳定性较差,所制备的Co(BO2)2@MIL-101复合材料是由Co(BO2)2与MIL-101有机结合所得,MIL-101理论上可为Co(BO2)2提供有效的保护壳,以缓和体积变化并防止Co(BO2)2的自聚集,为其充放电过程中表现出优秀的电学性能提供了稳固的平台。从而在用作锂电池负极材料时表现出比单一材料Co(BO2)2和MIL-101更高的可逆容量,更加稳定的循环性能,更高的导电率和更好的倍率性能。