【摘 要】
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金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是由金属离子和有机配体通过自组装形成的具有周期性网状结构的多孔晶体材料。由于这种材料通常具有较高的比表面积,规则并且可调整的孔径以及可裁剪的表面化学性质等特点,所以在化学传感,气体的储存和分离,催化以及药物运输等方面有很好的应用。而在一些应用中,如化学传感和分离等应用中,MOFs材料常常以薄膜的形式存在。MOFs薄膜的制
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金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是由金属离子和有机配体通过自组装形成的具有周期性网状结构的多孔晶体材料。由于这种材料通常具有较高的比表面积,规则并且可调整的孔径以及可裁剪的表面化学性质等特点,所以在化学传感,气体的储存和分离,催化以及药物运输等方面有很好的应用。而在一些应用中,如化学传感和分离等应用中,MOFs材料常常以薄膜的形式存在。MOFs薄膜的制备方法很多,比如传统的原位生长法,层层沉积法,自组装法等,但是这些传统的方法存在一些固有的缺点,而电化学中的阴极沉积法相对于这些传统的方法,具有反应时间短,反应条件相对温和以及对于MOFs薄膜的生长易于调控等优点。目前广泛研究的MOFs材料一般金属源都是一些还原电位较低的金属离子,如Co(Ⅱ),Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)等,在电化学反应中金属易沉积出来。此外,在使用阴极沉积法制备MOFs薄膜中,对晶体生长以及薄膜制备还需要进行精确调控。ZIFs材料是MOFs材料中的一种,在我们的论文中,我们选择以Co(Ⅱ)为金属源,通过阴极沉积法对Co(Ⅱ)的ZIF系列材料进行如下方面的探究:(1)通过循环伏安曲线(CV)测试法对阴极沉积法制备ZIF-67的反应机理进行了系统的探究。研究表明O2在实验中起到了至关重要的作用,是整个反应的速控步骤。(2)在三电极体系下,通过研究反应条件对沉积ZIF-67的影响,实现了对ZIF-67晶体大小和薄膜厚度的控制,并且在不同的基底上生长出了 ZIF-67薄膜说明了阴极沉积法在不同基底上的普适性;然后我们转到两电极体系上进行探究,依然实现了对ZIF-67薄膜的控制。(3)探究阴极沉积法对于Co(Ⅱ)和4,5-二氯咪唑反应的可行性证明了阴极沉积法对Co-ZIF-71薄膜的可行性,并初步探究其反应机理以及实现了对Co-ZIF-71薄膜的调控。
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