【摘要】：近年來,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)獨(dú)特、性質(zhì)多樣,由無機(jī)功能納米材料和金屬有機(jī)框架(metal-organic framework,簡寫為MOFs)構(gòu)建而成的新型復(fù)合材料(簡寫為NP@MOFs)成為無機(jī)功能材料研究的一個(gè)熱點(diǎn)。然而,作為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域,NP@MOFs復(fù)合材料無論是在構(gòu)效關(guān)系的確定還是功能的開發(fā)都存在一些問題。其中一個(gè)重要的原因是,目前合成NP@MOFs常用的方法很難精確調(diào)控納米顆粒(NP)在MOFs中的封裝狀態(tài),這嚴(yán)重影響了對(duì)NP@MOFs復(fù)合材料構(gòu)效關(guān)系及應(yīng)用的研究。因此,探索新的合成方法實(shí)現(xiàn)NP@MOFs復(fù)合材料的可控合成是該領(lǐng)域一個(gè)亟待解決的問題。自犧牲模板法過去常應(yīng)用于核殼或空心納米結(jié)構(gòu)的合成。該方法本質(zhì)上是一種固-固或者固-液界面的反應(yīng)過程,反應(yīng)速率較慢,因此很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)最終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的調(diào)控。本論文提出以含有過渡金屬元素的合金納米顆粒為自犧牲模板,選擇合適的配體使得過渡金屬元素溶出、配位,在合金納米顆粒表面生長形成一層MOFs,進(jìn)而通過改變反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等條件實(shí)現(xiàn)MOFs殼層的可控生長。在NP@MOFs可控合成的基礎(chǔ)上,我們初步探索了 NP@MOFs復(fù)合納米材料在選擇性催化、有機(jī)污染物吸附等方面的應(yīng)用。主要研究成果如下:(1)以具有片狀內(nèi)凹菱形十二面體結(jié)構(gòu)的PtCu3為自犧牲模板,通過對(duì)反應(yīng)溫度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)的調(diào)控,成功的制備了 PtCu3@MOF-74(Cu)核殼結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn),反應(yīng)過程中刻蝕速率和配位速率之間的匹配度是能否獲得NP@MOFs復(fù)合材料的關(guān)鍵。這種復(fù)合材料將PtCu3的催化性質(zhì)與MOFs孔道的尺寸選擇性有效的結(jié)合起來,使得二苯基乙炔不完全加氫中順式產(chǎn)物的催化選擇性高達(dá)100%。(2)以磁性三元合金Fe14(Co0.2Ni0.8)86為自犧牲模板,通過對(duì)反應(yīng)溫度與反應(yīng)時(shí)間等實(shí)驗(yàn)因素的調(diào)控成功合成了具有不同殼層厚度的磁性核殼結(jié)構(gòu)Fe14(Co0.2Ni0.8)86@MOF-74(Ni)。研究發(fā)現(xiàn),反應(yīng)溫度會(huì)影響Ni2+溶出速率和配位速率之間的平衡,從而來影響產(chǎn)物的組成和形貌;而反應(yīng)時(shí)間決定了 MOFs殼層的厚度。這種復(fù)合材料可以將Fe14(Co0.2Ni0.8)86的磁性與MOFs吸附性質(zhì)有效的結(jié)合起來,因此不僅可實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)污染物亞甲基藍(lán)的高效吸附(最大吸附量可以達(dá)到15.1 mg/g),還能實(shí)現(xiàn)吸附后的高效分離。
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.1
【圖文】：

１．１金屬有機(jī)框架（ＭＯＦｓ）的簡介逡逑金屬有機(jī)框架化合物（Ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃ邋ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ，ＭＯＦｓ）足一種沸石之逡逑外的新型多孔材料。如圖１－１所示，ＭＯＦｓ是由金屬或團(tuán)簇和有機(jī)配體通過配逡逑位鍵、氫鍵、靜電作用或者７Ｃ－７Ｔ鍵堆積等相互作用，通過自組裝而成的具有一逡逑維、二維或三維結(jié)構(gòu)的高度規(guī)整的無限網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)配合物［１＿９１。根據(jù)配體的類型，逡逑可以把ＭＯＦｓ分為兩類：含有氧配位原子的ＭＯＦｓ邋（例如ＩＲＭＯＦｓ系列）和含逡逑有氮配位原子的ＭＯＦｓ邋（例如ＺＩＦｓ系列）。逡逑？＋邐—呤義義希恚澹簦幔戾澹椋錚鑠澹錚潁紓幔睿椋沐義希錚蟈澹睿錚洌澹簀澹歟椋睿耄澹蟈義賢跡保卞澹停希疲蟮淖槌珊徒峁故疽饌跡齲傘ｅ義夏殼埃停希�；e饕ü確ɑ蛘呷薌寥鵲姆椒ㄐ」婺５睪銑�，恒娚以掗摌E義弦父魴∈鋇郊柑斕氖奔洹＝昀�，微波恒娚法１１Ｗ３Ｊn⑸Хǎ郟保矗停叮薄⒒禱у義戲ǎ郟保罰擼保梗鋇刃潞銑煞椒ǖ姆⒄購艽蟪潭壬纖醵塘撕銑傷枰氖奔�。辶x希停希疲蟛牧獻(xiàn)鍆懷齙奶卣髦瘓褪瞧潿囁仔浴Ｓ牖钚蘊(yùn)�、纺[由傅卻澄藁義隙囁撞牧舷啾齲停希疲蠼峁箍傻骺匭鄖�，抠pü≡癲煌慕鶚艫ピ陀謝涮邋義轄械骺�。哇E保菜荊鋼殖＜停希疲蟮慕峁雇加捎冢停希疲蟛牧暇哂懈咤義系目紫堵省⒏叩奶厥獗礱婊�、结构可调繀Q鄖懇約爸?jǐn)S嘍嘌扔諾悖虼嗽諂邋義系奈椒擲耄郟玻

本文編號(hào)：2714670