發(fā)布時間：2018-04-29 04:12

  本文選題：金屬有機骨架化合物 + 金屬納米粒子��； 參考：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：金屬有機骨架(Metal-organic-frameworks,MOFs)化合物是由金屬原子中心與有機配體通過自組裝共同構(gòu)筑而成的新型多孔晶體材料。與傳統(tǒng)的多孔材料相比,MOFs具有高比表面和高孔隙率等特點,這使得MOFs在能源儲存、氣體分離以及催化等多方領(lǐng)域都有較大的應(yīng)用潛能。另一方面,由于MOFs的高度有序多孔骨架結(jié)構(gòu)中包含有大量的有機配體,因此MOFs被認(rèn)為是最理想的模板之一,用以在高溫條件下衍生出多功能的多孔碳材料。MOFs具有多變性和可調(diào)性,可以通過簡單的變換金屬節(jié)點或有機配體的方法來實現(xiàn)對其結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)。當(dāng)選擇穩(wěn)定的金屬離子(如Fe、Co、Ni等)作為MOFs前驅(qū)體的中心,在合適的碳化條件下可制備包裹金屬納米粒子的多孔碳材料。若選擇易揮發(fā)的Zn離子作金屬中心或含氮有機配體,在惰性氛圍中可衍生出無金屬的氮摻雜多孔碳材料。本論文以MOFs為模板,在不同碳化條件下,制備碳包裹金屬粒子材料或氮摻雜多孔碳材料,并研究它們分別在催化、染料吸附中的性能:論文第二章通過合理調(diào)節(jié)JUC160的金屬中心Co/Zn的比例,成功合成一系列單金屬和多變量金屬中心的JUC160,以此為前驅(qū)體在高溫下原位碳化得到一系列包裹金屬鈷粒子的多孔碳材料。將碳化得到的產(chǎn)物應(yīng)用于4-硝基苯酚的催化加氫還原反應(yīng)中,測試結(jié)果表明當(dāng)JUC160前驅(qū)體中金屬中心Co和Zn的比例為1比1時,所衍生出的碳包裹金屬粒子材料具有最高催化活性。論文第三章主要以納米Zn-JUC160為模板,在惰性氛圍中進(jìn)行高溫碳化制備多孔碳材料,并研究其對于亞甲基藍(lán)染料的吸附性能。由于納米Zn-JUC160以Zn離子為金屬中心,所以在碳化過程中生成的ZnO可被C還原為Zn,在高于沸點的溫度下被蒸發(fā)并隨惰性氣體流走。而納米Zn-JUC160的有機配體——苯并咪唑和2-甲基苯并咪唑均含大量氮元素,所以它在高溫下碳化可得到氮摻雜的多孔碳材料。氮氣吸附-脫附實驗結(jié)果表明納米Zn-JUC160衍生的氮摻雜多孔材料具有較高比表面積和合理的孔道結(jié)構(gòu),這十分有利于其在染料吸附方面的應(yīng)用。在亞甲基藍(lán)的吸附研究中,各項結(jié)果表明所制備氮摻雜多孔碳材料是很好的吸附劑�？偟膩碚f,本論文合理選擇MOFs為前驅(qū)體,根據(jù)有效的碳化辦法和碳化條件,成功合成碳包裹金屬粒子材料或氮摻雜多孔碳材料。制備的多功能碳材料分別在催化、染料吸附方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。本論文不僅提供了MOFs衍生碳包裹金屬粒子材料或氮摻雜多孔碳材料的有效合成方法,并對材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,具有一定的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價值。
[Abstract]:Metal-organic-frameworksMOFs) compounds are new porous crystal materials constructed by self-assembly of metal atom centers and organic ligands. Compared with the traditional porous materials, MOFs have the characteristics of high specific surface and high porosity, which makes MOFs have great application potential in many fields such as energy storage, gas separation and catalysis. On the other hand, MOFs is considered to be one of the most ideal templates for MOFs because it contains a large number of organic ligands in its highly ordered porous skeleton. The multifunctional porous carbon materials (MOFs) derived at high temperature have the characteristics of variability and tunability, and their structure can be adjusted by simply changing metal joints or organic ligands. When stable metal ions (such as Febco Ni) are selected as the centers of MOFs precursors, porous carbon materials encapsulating metal nanoparticles can be prepared under suitable carbonization conditions. If the volatile Zn ion is chosen as the metal center or the organic ligands containing nitrogen, the metal-free N-doped porous carbon materials can be derived in the inert atmosphere. In this thesis, carbon encapsulated metal particles or nitrogen-doped porous carbon materials were prepared under different carbonization conditions using MOFs as template. Performance in Dye adsorption: chapter 2 of this paper, by adjusting the proportion of Co/Zn in the metal center of JUC160, A series of single metal and multivariable metal centers JUC160 have been successfully synthesized, which can be used as precursors for in-situ carbonization at high temperature to obtain a series of porous carbon materials encapsulating cobalt particles. The carbonized product was applied to the catalytic hydrogenation of 4-nitrophenol. The results showed that the ratio of Co and Zn in the JUC160 precursor was 1: 1. The derived carbon encapsulated metal particles have the highest catalytic activity. In the third chapter, porous carbon materials were prepared by carbonization in inert atmosphere using nanometer Zn-JUC160 as template, and their adsorption properties for methylene blue dyes were studied. Due to the Zn ion as the metal center, the ZnO formed in the carbonization process can be reduced to Zn by C, and evaporated at a temperature higher than the boiling point, and then flow along with the inert gas. The organic ligands of nanometer Zn-JUC160, benzimidazoles and 2-methylbenzimidazole, contain a lot of nitrogen elements, so they can be carbonized at high temperature to obtain nitrogen-doped porous carbon materials. The results of nitrogen adsorption-desorption experiment show that the nitrogen-doped porous materials derived by nanometer Zn-JUC160 have high specific surface area and reasonable pore structure, which is very helpful for their application in dye adsorption. In the study of methylene blue adsorption, the results show that the nitrogen doped porous carbon material is a good adsorbent. In general, MOFs was chosen as the precursor in this paper. According to the effective carbonization method and carbonation conditions, carbon encapsulated metal particle materials or nitrogen-doped porous carbon materials were successfully synthesized. The multifunctional carbon materials showed excellent performance in catalysis and dye adsorption. This paper not only provides an effective synthesis method for MOFs derived carbon coated metal particles or nitrogen-doped porous carbon materials, but also systematically studies the composition, structure and properties of the materials, which has certain academic significance and application value.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O613.71;TB383.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭連貴,宋武林,謝長生,曾大文,胡木林,王愛華;碳包敷金屬納米粒子技術(shù)研究進(jìn)展[J];中國表面工程;2005年03期

2 陳玉西;范青明;劉迎新;嚴(yán)巍;;離子液體穩(wěn)定的金屬納米粒子制備及其催化作用研究進(jìn)展[J];化工技術(shù)與開發(fā);2008年02期

3 魏建紅,官建國,袁潤章;金屬納米粒子的制備與應(yīng)用[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報;2001年03期

4 李宇農(nóng),何建軍,龍小兵;金屬納米粒子研究進(jìn)展[J];稀有金屬與硬質(zhì)合金;2003年04期

5 耀星;韓國開發(fā)出大量生產(chǎn)金屬納米粒子的新技術(shù)[J];粉末冶金工業(yè);2005年03期

6 楊強;王立;向衛(wèi)東;王馳亮;周峻峰;;金屬納米粒子/聚合物體系的穩(wěn)定性及其機理[J];化學(xué)進(jìn)展;2006年Z1期

7 焦洋;孫曉泉;王志榮;鄒繼偉;王峰;唐坤;余大斌;;貴金屬納米粒子及其復(fù)合物的非線性光學(xué)性能和應(yīng)用研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2006年S1期

8 李昌峰;杜丹丹;洪昕;邊琰;張國雄;;金屬納米粒子膜制備技術(shù)和方法研究[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2007年04期

9 黃鵬;付永啟;杜驚雷;周崇喜;羅先剛;;十字星形金屬納米粒子的消光性質(zhì)[J];光散射學(xué)報;2009年03期

10 ;金屬納米粒子在電子傳遞中的作用[J];技術(shù)與市場;2012年08期

相關(guān)會議論文 前10條

1 方萍萍;林曉東;段賽;李劍鋒;吳德印;任斌;田中群;;金核鈀殼鉑島三金屬納米粒子的合成及電催化研究[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第10分會場摘要集[C];2010年

2 許并社;賈虎生;市野賴英喜;;電子束輻照引起的金屬納米粒子的遷移和接合[A];復(fù)合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展——第十一屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2000年

3 舒國偉;陳合;呂嘉櫪;;微生物合成金屬納米粒子研究進(jìn)展[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（6）[C];2007年

4 王翔;楊志林;任斌;田中群;;表面等離子體激元介導(dǎo)金屬納米粒子的長程電磁場耦合[A];第十六屆全國光散射學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

5 鄧意達(dá);;空心結(jié)構(gòu)金屬納米粒子的制備及其形態(tài)結(jié)構(gòu)控制[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

6 劉航宇;董琳琳;何玲;陶國宏;;介孔結(jié)構(gòu)硅氧化物保護(hù)的釕金屬納米粒子的制備[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第1分會場摘要集[C];2012年

7 姜丹;唐彬;郭洪云;徐蔚青;徐抒平;;貴金屬納米粒子的晶面選擇性刻蝕及其傳感應(yīng)用[A];中國化學(xué)會第十四屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集-第1分會：表面界面與納米結(jié)構(gòu)材料[C];2013年

8 戴兢陶;王新紅;孫玉鳳;;憎水性三金屬納米粒子的合成、表征及磁性[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第13分會場摘要集[C];2010年

9 張瑛洧;;基于植物多酚—單寧酸誘導(dǎo)的貴金屬納米粒子/石墨烯復(fù)合材料的綠色可控合成及其應(yīng)用研究[A];中國化學(xué)會第十四屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集-第1分會：表面界面與納米結(jié)構(gòu)材料[C];2013年

10 齊偉;李昊龍;吳立新;;表面修飾的多酸超分子復(fù)合物/二氧化硅光致變色薄膜及金屬納米粒子的原位制備[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會超分子組裝與軟物質(zhì)材料分會場論文集[C];2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 任芳芳;金屬納米粒子/石墨烯復(fù)合催化劑的組裝及其在電催化方面的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2015年

2 房麗萍;聚合物輔助構(gòu)建金屬納米粒子陣列及復(fù)合方法研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 Arif Ullah Khan;貴金屬納米粒子的生物合成及其在生物醫(yī)藥和催化方面的應(yīng)用[D];北京化工大學(xué);2016年

4 鄭蔚然;貴金屬納米粒子—聚合物復(fù)合催化劑的制備與催化性能研究[D];武漢大學(xué);2016年

5 馬廣磊;細(xì)胞包載聚合物和金屬納米粒子[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

6 劉淑霞;薄膜及其它固相介質(zhì)中金屬納米粒子的原位合成及性能研究[D];中國科學(xué)院研究生院（理化技術(shù)研究所）;2007年

7 熊斌;金屬納米粒子在生物成像與生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2013年

8 鄒志宇;貴金屬納米粒子復(fù)合玻璃的制備及光電性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

9 周民;貴金屬納米粒子的可控合成與表征[D];山東大學(xué);2006年

10 楊志林;金屬納米粒子的光學(xué)性質(zhì)及過渡金屬表面增強拉曼散射的電磁場機理研究[D];廈門大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊天溪;磁優(yōu)化的表面增強拉曼光譜及其在痕量分析中的應(yīng)用[D];上海師范大學(xué);2015年

2 胡靜逸;離子液體中乙炔氫氯化反應(yīng)的研究[D];浙江大學(xué);2015年

3 劉哲;金屬納米粒子/巰基化石墨烯復(fù)合材料在兒茶酚胺分析應(yīng)用[D];曲阜師范大學(xué);2015年

4 彭楊;多孔金屬納米粒子的制備及電化學(xué)應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2015年

5 堯超平;表面增強拉曼散射基底的研發(fā)及其在食品安全中的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2014年

6 金占雙;氧化亞銅的形貌控制及其可見光光催化制氫性能研究[D];哈爾濱師范大學(xué);2016年

7 姚婭;基于貴金屬納米粒子的天然纖維染色及其動力學(xué)研究[D];武漢紡織大學(xué);2016年

8 李明月;基于表面增強拉曼散射和焚光的雙模式糖檢測技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2015年

9 梁玲;貴金屬納米粒子的體外生物學(xué)效應(yīng)評估及其相關(guān)研究[D];蘭州大學(xué);2016年

10 趙蓉;帶有光敏分子開關(guān)的智能納米反應(yīng)器的合成及可控催化性能研究[D];江蘇大學(xué);2016年

，

本文編號：1818325