多孔配位聚合物纳/微米材料的可控合成和吸附性能研究

被引量 : 0次 | 上传用户:aaa110122
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多孔配位聚合物由于其丰富、新颖的结构、良好的稳定性以及结构、孔道的可调控性等使其在很多领域有着广泛的应用前景。近年来,多孔配位聚合物纳/微米材料引起了人们极大的关注,它们不仅具有丰富的组成、结构和形貌,同时依靠较小尺寸和特定形貌带来的特殊的性质,配位聚合物纳/微米材料在某些特定领域比体相晶态材料具有更广泛、更优异的性能和应用价值。此外,多孔配位聚合物纳/微米材料的性质不但受其组成和结构的影响,同时也受到其形貌和尺寸的控制,因此,可控合成具有特定形貌和尺寸的多孔配位聚合物纳/微米材料是十分重要的。本论文选择三种有机配体即1,3,5-苯三甲酸(H3BTC)、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯(H3BTB)和1,4-二(4-咪唑基)苯(H2L)在不同条件下分别与金属盐反应得到不同形貌和尺寸的多孔配位聚合物纳/微米材料,并对其进行了扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、红外(IR)和热重(TG)等表征,较为详细地研究了多孔配位聚合物纳/微米材料的形成机理以及形貌和尺寸对气体吸附等性能的影响。本论文主要包括以下六个方面的工作:一、室温下采用硝酸铜和1,3,5-苯三甲酸三乙胺盐作为反应物,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为表面活性剂,在乙醇和水的混合溶液中直接搅拌得到[Cu3(BTC)2](HKUST-1)纳米颗粒。随着反应体系中CTAB浓度的增加,HKUST-1的形貌经历了立方体-立方八面体-八面体的形貌演变过程,且尺寸随着CTAB浓度的增加而不断增大。此外反应物浓度也影响最终产物的形貌和尺寸,并探讨了可能的形成机理。气体吸附测试结果表明,不加CTAB的立方体HKUST-1具有最大的吸附量和比表面积,同时,HKUST-1产物的尺寸也会影响其吸附性能。二、在室温下采用硝酸铜和1,3,5-苯三甲酸三乙胺盐作为反应物,在乙醇和水的混合溶液中直接搅拌得到HKUST-1纳米颗粒。通过在反应体系中加入中性无机盐,可以有效调控HKUST-1的形貌和尺寸,并发现阳离子对形貌和尺寸的影响起着决定性作用。气体吸附测试表明立方体HKUST-1具有最大的吸附量和比表面积。三、室温下采用硝酸铜和1,3,5-三(4-羧基苯基)苯作为反应物,在乙醇和水的混合溶剂中,通过直接搅拌法合成了形貌可控的[Cu3(BTB2)](MOF-14)微米晶。通过调节反应体系中碱与配体的比例,MOF-14微晶的形貌经历了菱形十二面体-截角菱形十二面体-立方体的形貌演变,并研究了碱在晶面调控中的作用。此外,通过相同手段实现了HKUST-1的形貌演变(八面体-立方八面体-立方体),为制备具有特定形貌和晶面的多孔配位聚合物提供了一种简单快捷的方法。气体吸附测试结果表明,菱形十二面体的MOF-14具有最大的吸附量和比表面积,同时MOF-14微米晶均具有良好的CO2/N2吸附选择性。四、在室温下采用硝酸铕和1,3,5-三(4-羧基苯基)苯作为反应物,在乙醇和水的混合溶剂中,通过直接搅拌法合成了形貌、尺寸可控的[Eu(BTB)](MIL-103)纳米晶。通过增加反应体系中醋酸钠的用量,MIL-103的形貌由微米棒到纳米棒再到纳米颗粒。气体吸附测试结果表明,MIL-103纳米棒具有最大的吸附量和比表面积,同时也表现出优秀的CO2/N2吸附选择性。同时MIL-103具有荧光性质,可以在液相中选择性地检测Cu(Ⅱ)和丙酮分子,是一个具有高灵敏度和选择性的传感材料。五、采用硝酸铜和1,3,5-三(4-羧基苯基)苯作为反应物,DMF和乙醇作为溶剂,利用简单的溶剂热法合成了MOF-14微米晶颗粒。通过在反应体系中分别加入醋酸、醋酸钠、聚乙烯吡咯烷酮(PVP),研究了配位调节、酸碱性、表面活性剂对MOF-14形貌和尺寸的影响。气体吸附测试结果表明,MOF-14的形貌和尺度对其气体吸附性能起着重要作用,其中加入醋酸钠制备得到的MOF-14还表现出介孔吸附性质。六、在室温下采用硝酸铜、1,4-二(4-咪唑基)苯作为反应物,乙醇和水作为溶剂,通过超声波辅助液相法合成了分散良好的椭球状多孔配位聚合物[Cu(L)]。反应体系中氨水不仅作为碱使配体脱质子,同时能够通过配位调节作用控制[Cu(L)]的尺寸。气体吸附测试结果表明,纳/微米尺寸的[Cu(L)]表现出良好的氮气、二氧化碳、氢气和甲烷吸附能力,同时相比于体相晶体展示出更加出色的吸附性能。
其他文献
针对目前自动化立体仓库设计使用过程中存在的问题,从实践角度出发,分析了自动喷水灭火系统的设计应用局限,提出相应的设计控制要点与实践方法,目的是为相关建设者提供一些理
于2016年7~12月和2017年4月的旱、雨季期间,以金沙江干热河谷苴那小流域内的银合欢(Leucaena Benth)林地、车桑子(Dodonaea viscosa)灌丛地和扭黄茅(Heteropogon contortus)草
红细胞血型是指红细胞膜上特异抗原的类型。红细胞血型研究不仅能保证安全输血、挽救生命,同时在法医鉴定,遗传性疾病、癌症、病毒及寄生虫疾病的研究中扮演着重要的角色,至20世
以金沙江干热河谷地区3种采取不同水土保持措施的坡耕地小区为例,以裸地小区为对照,采用TDR法观测0~20 cm土层土壤含水量,分析不同措施小区的土壤水分变化特征,结果表明:不同
生长于浙江绍兴却多年旅居海外的木心,不论是作为“新作家”亦或“老作家”,都受到了很多争议。木心的身份是独特的,其人生跨越的时代以及接受的文学素养也是独特的。坚守人
基于2016年7月使用土钻法采集金沙江干热河谷区典型林草植被(银合欢(Leucaena leucocephala)人工林地、车桑子(Dodonaea angustifolia)灌丛地和扭黄茅(Heteropogon cantortus
<正>眩晕?晕车?晕船?Neurowave防眩晕可以帮到你。这款类似智能手表的电子腕带可以通过向腕部的正中神经发射特殊波形、频率和强度的电子脉冲起到防眩晕的效果。发射的电子脉
细胞膜表面的糖被即糖蛋白是由寡糖链与肽链中的一定氨基酸残基以糖苷键共价连接而成。糖蛋白参与的生理功能包括分子识别、免疫反应、神经冲动的传导、激素受体和CAMP的代谢
自古以来语言与文化就是一个密不可分的整体,所以一位优秀的对外汉语教师在教授语言的过程中必须擅长创造相应的条件,全方位向外国学生展示中国博大精深的传统文化。中国养生
<正>北京同仁堂中医大师孙光荣教授临床选方用药,灵巧机动,阴阳合和,动静相配,升降互动,尤其是对药的使用很有特色。孙老临床应用"对药"的临床经验,能有效地指导临证处方用药