论文部分内容阅读
金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)是以有机多齿配体作为链接(linker)、金属或金属簇作为节点(node)，通过自组装形成的一维、二维和三维结构的配合物，又被称作配位聚合物。因为某些MOFs具有稳定的孔结构、可调的孔径大小和有机基团而表现出比无机分子筛更优越的性能。目前，尽管有些MOFs的孔径可以达到介观尺度，不过为了实现这样的目标，通常需要使用特殊的线型刚性有机配体[1]或能够形成沸石拓扑结构的有机配体（如咪唑[2]）。为了广泛且普遍性的合成制备具有介观孔径的MOFs，本文采用了全新的合成策略:就是以纳米尺度的金属-有机骨架(nanoscalemetal-organic framewok, NMOF)晶体粒子作为基本结构单元，以此来构筑永久性粒子间孔隙。通过调控纳米粒子堆积密度，实现粒子间孔隙处于2～50nm的介观范围。利用这一策略我们得到了一系列基于Al(m-BDC)、ZIF-8和MOF-74的粒子间孔隙主导的介孔金属-有机骨架材料(IPD-mesoMOFs)，分别命名为:IPD-mesoMOF-10、IPD-mesoMOF-13和IPD-mesoMOF-14。论文的实验工作主要分为以下三个部分: 1.IPD-mesoMOF-10(Al(m-BDC))材料的合成:通过适当地调节反应参数制备出粒子尺度均在30-45nm、晶间介孔尺寸分别主要集中在16-44nm和2-7nm范围内的多级孔材料IPD-mesoMOF-10(Al)以及IPD-mesoMOF-10(Fe)。最后探究了IPD-mesoMOF-10(Fe)在汽油脱硫方面的应用。 2.IPD-mesoMOF-13(基于ZIF-8)材料的合成:通过适当地调节反应参数合成了粒子尺度约为35-40nm、晶间介孔尺寸主要集中在7.2-45nm范围内纳米尺度的多级孔材料IPD-mesoMOF-13。 3.IPD-mesoMOF-14(基于MOF-74)材料的合成与表征:通过适当地调节反应参数合成了粒子尺度约为30-45nm、晶间介孔尺寸分别主要集中在2.7-35nm和6.5-44nm范围内纳米尺度多级孔材料IPD-mesoMOF-14(Zn)以及IPD-mesoMOF-14(Mg)。 最后对以上材料进行了X-射线粉末衍射(X-Ray Powder Diffraction，PXRD)表征、热重-差热(Thermogravimetric-Different Thermal Analysis，TG-DAT)表征、以及N2吸附等方法的表征。