模板法合成多級孔Cu-BTC和多級孔ZIF-8
發(fā)布時間：2023-04-30 02:41
金屬有機骨架材料(MOFs)是由金屬離子或金屬簇與有機配體通過自組裝過程形成的具有三維網絡結構的晶體材料。近年來,MOFs因具有高比表面積、大孔容、結構多樣化等特點引起科學研究者的廣泛關注。但是,文獻報道的多數(shù)MOFs材料都是微孔結構,微孔結構使得具有大尺寸的反應物分子、產物分子以及反應中間體等難以進出孔道,且也不利于進入孔道后的反應物和生成物的快速擴散和傳輸,這極大地限制了MOFs材料的實際應用,由此多級孔MOFs材料的研究應運而生。目前模板法被認為是制備多級孔MOFs最有潛力的方式,因為模板法制備多級孔MOFs材料具有孔結構高度可調、反應條件溫和、不存在網絡的貫穿等其它方法無法比擬的優(yōu)勢。本文主要針對目前模板法合成多級孔MOFs材料存在的介孔孔徑的調節(jié)問題、模板劑通用性差、大部分模板劑價格昂貴且對環(huán)境造成污染、模板劑的去除困難等問題開展了以下工作:(一)對于多級孔MOFs材料,根據(jù)實際需要靈活調節(jié)介孔孔徑十分重要。針對這一實用化要求,本文以陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為模板劑,直鏈烷烴CnH2n+2(5<n<...
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
引言
1.1 金屬有機骨架材料的概述
1.1.1 金屬有機骨架材料的結構特點
1.1.2 金屬有機骨架材料國內外研究進展
1.2 多級孔金屬有機骨架材料簡介
1.3 多級孔金屬有機骨架材料的合成方法
1.3.1 長配體法
1.3.2 混合配體法
1.3.3 合成條件調控法
1.3.4 后處理法
1.3.5 模板法
1.4 模板法合成多級孔金屬有機骨架材料存在的問題
1.4.1 模板劑與MOFs反應前驅體的作用力弱
1.4.2 多級孔MOFs的模板法合成條件和機理尚不明確
1.4.3 用于多級孔MOFs合成的模板劑種類有限
1.4.4 模板劑的去除導致孔結構坍陷
1.5 多級孔金屬有機骨架材料的潛在應用
1.5.1 氣體吸附和存儲
1.5.2 催化
1.5.3 傳感
1.5.4 藥物載體
1.6 本文的選題及主要內容
1.6.1 本文的選題思路
1.6.2 主要研究內容
第二章 實驗原料及表征技術
引言
2.1 實驗材料與化學試劑
2.2 實驗儀器與設備
2.3 材料表征手段
2.3.1 X射線衍射分析(X-ray powder diffraction,XRD)
2.3.2 比表面積與孔徑分布分析
2.3.3 掃描電鏡分析(SEM)
2.3.4 透射電鏡分析(TEM)
2.3.5 熱重分析(TG)
2.4 實驗流程設計
第三章 用陽離子模板/擴孔劑水熱合成不同孔結構的多級孔Cu-BTC
引言
3.1 實驗部分
3.1.1 實驗原料與化學試劑
3.1.2 儀器設備
3.1.3 多級孔MOFs的制備
3.2 結果分析與討論
3.2.1 XRD表征
3.2.2 比表面積與孔徑分布
3.2.3 TEM表征
3.2.4 熱重
3.3 烷烴作為擴孔劑的機理分析
3.4 本章小結
第四章 用中性模板水熱合成多級孔Cu-BTC和多級孔ZIF-8
引言
4.1 實驗部分
4.1.1 實驗原料與化學試劑
4.1.2 儀器設備
4.1.3 多級孔MOFs的制備
4.2 結果分析與討論
4.2.1 模板劑量對多級孔Cu-BTC材料的影響
4.2.2 模板劑烷基鏈長度對多級孔Cu-BTC材料的影響
4.2.3 反應溶劑種類對多級孔Cu-BTC材料的影響
4.2.4 蒸發(fā)法和萃取法對液體模板劑的去除作用
4.2.5 十四烷基二甲基叔胺合成多級孔ZIF-8
4.3 本章小結
第五章 用陰離子模板水熱合成多級孔Cu-BTC和多級孔ZIF-8
引言
5.1 實驗部分
5.1.1 實驗原料與化學試劑
5.1.2 儀器設備
5.1.3 多級孔MOFs的制備
5.2 結果分析與討論
5.2.1 模板劑量對多級孔Cu-BTC材料的影響
5.2.2 模板劑和反應前驅體添加順序對多級孔Cu-BTC的影響
5.2.3 模板劑量對多級孔ZIF-8材料的影響
5.3 陰離子模板劑合成多級孔MOFs的機理初探
5.4 多級孔Cu-BTC的催化性能測試
5.4.1 催化實驗條件
5.4.2 結果分析
5.5 本章小結
結論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附表
本文編號：3806255
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
引言
1.1 金屬有機骨架材料的概述
1.1.1 金屬有機骨架材料的結構特點
1.1.2 金屬有機骨架材料國內外研究進展
1.2 多級孔金屬有機骨架材料簡介
1.3 多級孔金屬有機骨架材料的合成方法
1.3.1 長配體法
1.3.2 混合配體法
1.3.3 合成條件調控法
1.3.4 后處理法
1.3.5 模板法
1.4 模板法合成多級孔金屬有機骨架材料存在的問題
1.4.1 模板劑與MOFs反應前驅體的作用力弱
1.4.2 多級孔MOFs的模板法合成條件和機理尚不明確
1.4.3 用于多級孔MOFs合成的模板劑種類有限
1.4.4 模板劑的去除導致孔結構坍陷
1.5 多級孔金屬有機骨架材料的潛在應用
1.5.1 氣體吸附和存儲
1.5.2 催化
1.5.3 傳感
1.5.4 藥物載體
1.6 本文的選題及主要內容
1.6.1 本文的選題思路
1.6.2 主要研究內容
第二章 實驗原料及表征技術
引言
2.1 實驗材料與化學試劑
2.2 實驗儀器與設備
2.3 材料表征手段
2.3.1 X射線衍射分析(X-ray powder diffraction,XRD)
2.3.2 比表面積與孔徑分布分析
2.3.3 掃描電鏡分析(SEM)
2.3.4 透射電鏡分析(TEM)
2.3.5 熱重分析(TG)
2.4 實驗流程設計
第三章 用陽離子模板/擴孔劑水熱合成不同孔結構的多級孔Cu-BTC
引言
3.1 實驗部分
3.1.1 實驗原料與化學試劑
3.1.2 儀器設備
3.1.3 多級孔MOFs的制備
3.2 結果分析與討論
3.2.1 XRD表征
3.2.2 比表面積與孔徑分布
3.2.3 TEM表征
3.2.4 熱重
3.3 烷烴作為擴孔劑的機理分析
3.4 本章小結
第四章 用中性模板水熱合成多級孔Cu-BTC和多級孔ZIF-8
引言
4.1 實驗部分
4.1.1 實驗原料與化學試劑
4.1.2 儀器設備
4.1.3 多級孔MOFs的制備
4.2 結果分析與討論
4.2.1 模板劑量對多級孔Cu-BTC材料的影響
4.2.2 模板劑烷基鏈長度對多級孔Cu-BTC材料的影響
4.2.3 反應溶劑種類對多級孔Cu-BTC材料的影響
4.2.4 蒸發(fā)法和萃取法對液體模板劑的去除作用
4.2.5 十四烷基二甲基叔胺合成多級孔ZIF-8
4.3 本章小結
第五章 用陰離子模板水熱合成多級孔Cu-BTC和多級孔ZIF-8
引言
5.1 實驗部分
5.1.1 實驗原料與化學試劑
5.1.2 儀器設備
5.1.3 多級孔MOFs的制備
5.2 結果分析與討論
5.2.1 模板劑量對多級孔Cu-BTC材料的影響
5.2.2 模板劑和反應前驅體添加順序對多級孔Cu-BTC的影響
5.2.3 模板劑量對多級孔ZIF-8材料的影響
5.3 陰離子模板劑合成多級孔MOFs的機理初探
5.4 多級孔Cu-BTC的催化性能測試
5.4.1 催化實驗條件
5.4.2 結果分析
5.5 本章小結
結論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附表
本文編號：3806255
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