金屬有機(jī)骨架材料（MOFs）是由有機(jī)配體和金屬離子或金屬簇構(gòu)成的具有高比表面積和大量活性位點(diǎn)的多孔材料。在過(guò)去的二十年中,人們的努力主要集中在設(shè)計(jì)和合成具有不同孔隙功能的新MOFs。作為這個(gè)家族的新成員:金屬有機(jī)骨架納米片在許多不同領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。繼承MOFs和2D材料優(yōu)點(diǎn)的2D MOFs納米片表現(xiàn)出大的比表面積,可調(diào)的結(jié)構(gòu),超薄和獨(dú)特的分子陣列,短的擴(kuò)散路徑,豐富的暴露活性部位,以及它們無(wú)限有序的多孔結(jié)構(gòu)。這些方面使MOFs納米片相對(duì)于其他2D分層納米材料相比具有更加顯著的優(yōu)勢(shì)。然而目前獲得高產(chǎn)率的MOFs納米片仍然是困難的,一般產(chǎn)率不到10%,因此如何開(kāi)發(fā)高效合成MOFs納米片的方法引起了人們的研究興趣。本文主要介紹了兩種基于MOFs納米片材料的制備方法,并且對(duì)它們的結(jié)構(gòu)特征和催化性能進(jìn)行了研究。全文一共分為四章:第一章中我們首先對(duì)MOFs納米片進(jìn)行介紹,總結(jié)了目前MOFs納米片的制備方法,結(jié)構(gòu)表征和性能研究,重點(diǎn)介紹了目前已知的MOFs納米片制備方法。第二章選用了Pb（NO3）2和H3TATMA通過(guò)溶劑熱反應(yīng)合成了具有范德華層狀晶體結(jié)構(gòu)的2D鉛金屬有機(jī)骨架（Pb-MOF,Pb... 

【文章來(lái)源】：遼寧大學(xué)遼寧省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

合成MOFs納米片的方法及其有希望的應(yīng)用

第1章引言4圖1-2MOFs納米片的設(shè)計(jì)和剝層示意圖由于MOFs剝層可用的溶劑種類(lèi)繁多，單純靠溶劑不適用于MOFs納米片的剝層和穩(wěn)定作用，因此利用超聲波和球磨的綜合作用，在甲醇和丙醇的混合溶劑中實(shí)現(xiàn)了MOF納米片剝離獲得Zn2(bim)4納米片[17,18]。通過(guò)原子力顯微鏡（AFM）圖像可以觀察到長(zhǎng)度為600nm且厚度為1.12nm的分離的納米片。此外，高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM）和選擇區(qū)域電子衍射（SAED）分析證實(shí)，剝離的MOF納米片保持高度結(jié)晶。與此同時(shí)，趙課題組為了保持MOF納米片的均勻性并避免MOF納米片通過(guò)超聲誘導(dǎo)液相剝層處理方法而破碎，影響膜制備以及應(yīng)用，開(kāi)發(fā)一種很有前景的合成大量均勻納米片的凍融方法[56]，這種方法需要巨大的溫度變化。通過(guò)此種方法成功剝層MAMS-1晶體，獲得MAMS-1納米片的橫向尺寸約為10μm。通過(guò)AFM分析以及TEM分析證實(shí)厚度約為4nm（圖1-2）。

第1章引言6圖1-3使用自下而上方法在金屬表面上進(jìn)行MOFs納米片合成1.4.2MOFs納米片在液體/氣體或液/液界面上的生長(zhǎng)液相合成法與Langmuir-Blodgett（L-B）方法相結(jié)合是合成MOFs納米片一種有效方法[59-63]。配體與金屬離子在界面上發(fā)生反應(yīng)，從而合成2D納米片。除此以外，反應(yīng)所涉及到的液體還可以充當(dāng)配位反應(yīng)的溶劑，并且液體/液體和液體/氣體界面具有可以產(chǎn)生獨(dú)立MOFs納米片的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)這些理論研究，Schlüter課題組在30mN/m的壓力下在水/空氣界面上成功合成MOFs納米片（圖1-4）[59]。盡管合成過(guò)程看似簡(jiǎn)單方便，但是一系列的實(shí)驗(yàn)變量，如金屬離子的濃度，pH值，表面壓力和溫度都考慮的優(yōu)化。另外，Nishihara課題組在2013年使用界面合成法成功合成共軛MOF納米片[94]。該MOF納米片采用苯六硫醇（BHT）配體和乙酸鎳進(jìn)行配位反應(yīng)獲得。AFM圖像顯示該MOF納米片的表面非常光滑。通過(guò)進(jìn)一步的橫截面分析顯示該MOF納米片的厚度僅僅為0.6nm，這對(duì)應(yīng)單分子層厚度。值得注意的是，通過(guò)優(yōu)化條件，可以將該MOF納米片的橫向尺寸擴(kuò)大到300-500nm（圖1-4）。Feng課題組采用另外一種配體1,2,5,6,9,10-三亞甲基六硫醇（THT）成功合成另一種

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Nitrogen-rich porphyrinic metal-organic frameworks synthesized by postsynthetic metathesis: from inert material to active catalyst[J]. Dahuan Liu,Xuan Wang,Ying-Pin Chen,Shuai Yuan,Chongli Zhong,Hong-Cai Zhou.  Science China（Chemistry）. 2016(08)
[2]Synthesis of 4-Aryl-3,4-dihydropyrimidinones Using Microwave-assisted Solventless Biginelli Reaction[J]. 薛松,申晏才,李亞莉,沈小明,郭慶祥.  Chinese Journal of Chemistry. 2002(04)



本文編號(hào)：3066382