钛基金属-有机框架材料的形貌调控及其催化性能研究

来源 :信阳师范学院 | 被引量 : 1次 | 上传用户:chair_mao
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金属-有机框架(MOFs)材料的形貌调控(包括尺寸、晶面和多级结构)研究正在得到越来越多关注。这些形貌可控的微/纳米尺寸MOFs晶体材料表现出明显的尺寸效应和形貌效应,在催化、生物医药、传感以及能量存储和转化等领域具有潜在的应用前景。本论文采用配位调控方法,研究了钛基金属-有机框架材料MIL-125的形貌调控合成,及其对氧化脱硫反应的催化性能。合成了钛基金属-有机配位胶囊,对其晶体结构、光电化学和光催化性质进行了研究。本论文研究取得了以下研究成果:1、以正己酸为配位调节剂合成了具有截角八面体形貌的MIL-125晶体,与传统的以{001}晶面为主的圆盘状MIL-125晶体相比,截角八面体晶体中的{101}晶面具有较高的暴露比,同时晶体尺寸从微米级减小到200–400 nm。截角八面体MIL-125晶体对噻吩类大分子含硫化合物二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)氧化脱硫的催化活性较圆盘状MIL-125晶体显著增强。2、以3-苯丙酸为配位调节剂合成了具有微孔-大孔多级孔结构和丰富结构缺陷的MIL-125晶体。晶体具有开口的空心立方体结构,尺寸减小到约100 nm,具有较高的大孔体积和外比表面积。与传统的微米尺寸MIL-125晶体相比,所合成的纳米MIL-125晶体对DBT和4,6-DMDBT氧化脱硫的催化活性显著增强。3、合成了钛基金属-有机配位胶囊Ti16DHB4,晶体结构以{Ti8O8H}作为团簇结构单元,2,5-二羟基苯甲酸(DHB)作为连接配体。Ti16DHB4具有较宽的可见吸收谱带和较窄的带隙2.1 eV。Ti16DHB4的低能量跃迁涉及从DHB配体到{Ti8O8H}团簇的配体–团簇电荷转移跃迁(LCCT)。Ti16DHB4的金属-有机配位胶囊结构和独特的染料敏化光活性体系使其光催化性能显著增强。
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