金屬有機骨架材料（MOFs）是由有機配體和金屬離子或金屬簇構成的具有高比表面積和大量活性位點的多孔材料。在過去的二十年中,人們的努力主要集中在設計和合成具有不同孔隙功能的新MOFs。作為這個家族的新成員:金屬有機骨架納米片在許多不同領域的應用前景廣闊。繼承MOFs和2D材料優(yōu)點的2D MOFs納米片表現(xiàn)出大的比表面積,可調的結構,超薄和獨特的分子陣列,短的擴散路徑,豐富的暴露活性部位,以及它們無限有序的多孔結構。這些方面使MOFs納米片相對于其他2D分層納米材料相比具有更加顯著的優(yōu)勢。然而目前獲得高產率的MOFs納米片仍然是困難的,一般產率不到10%,因此如何開發(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,并且對它們的結構特征和催化性能進行了研究。全文一共分為四章:第一章中我們首先對MOFs納米片進行介紹,總結了目前MOFs納米片的制備方法,結構表征和性能研究,重點介紹了目前已知的MOFs納米片制備方法。第二章選用了Pb（NO3）2和H3TATMA通過溶劑熱反應合成了具有范德華層狀晶體結構的2D鉛金屬有機骨架（Pb-MOF,Pb... 

【文章來源】：遼寧大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

合成MOFs納米片的方法及其有希望的應用

第1章引言4圖1-2MOFs納米片的設計和剝層示意圖由于MOFs剝層可用的溶劑種類繁多，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現(xiàn)了MOF納米片剝離獲得Zn2(bim)4納米片[17,18]。通過原子力顯微鏡（AFM）圖像可以觀察到長度為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，剝離的MOF納米片保持高度結晶。與此同時，趙課題組為了保持MOF納米片的均勻性并避免MOF納米片通過超聲誘導液相剝層處理方法而破碎，影響膜制備以及應用，開發(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AFM分析以及TEM分析證實厚度約為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/液界面上的生長液相合成法與Langmuir-Blodgett（L-B）方法相結合是合成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，從而合成2D納米片。除此以外，反應所涉及到的液體還可以充當配位反應的溶劑，并且液體/液體和液體/氣體界面具有可以產生獨立MOFs納米片的優(yōu)點。根據這些理論研究，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]。盡管合成過程看似簡單方便，但是一系列的實驗變量，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）配體和乙酸鎳進行配位反應獲得。AFM圖像顯示該MOF納米片的表面非常光滑。通過進一步的橫截面分析顯示該MOF納米片的厚度僅僅為0.6nm，這對應單分子層厚度。值得注意的是，通過優(yōu)化條件，可以將該MOF納米片的橫向尺寸擴大到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】：
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：3066382