金屬有機(jī)框架物(Metal-organic frameworks, MOFs)薄膜作為一種新型多孔薄膜材料,具有高的孔隙率和好的化學(xué)穩(wěn)定性的特點(diǎn),使其在吸附分離、催化反應(yīng)、藥物載體和光學(xué)材料等許多領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。但是,當(dāng)前MOFs薄膜的制備存在異質(zhì)成核困難、基底結(jié)合性差、使用昂貴有機(jī)溶劑等問題。而明膠作為一種價格低廉、含量豐富的纖維蛋白質(zhì),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于組織工程、藥物傳導(dǎo)及功能薄膜等領(lǐng)域。基于以上問題,本研究以氫氧化鋅、氫氧化銅納米結(jié)構(gòu)作為金屬源,利用明膠在常溫下制備出多孔的金屬有機(jī)框架物／明膠復(fù)合薄膜,并研究了明膠／金屬有機(jī)框架物復(fù)合薄膜在多方面的應(yīng)用。首先,這是一種新型的制備金屬有機(jī)框架物種子的方法,并利用該方法在PVDF中空纖維上的制備MOFs薄膜并用于液體分離,最后利用這種多孔的明膠／金屬有機(jī)框架物復(fù)合薄膜作為前驅(qū)體,制備出了自支持多孔氮摻雜的碳薄膜。具體內(nèi)容如下：1、首先利用明膠／氫氧化鋅納米線復(fù)合薄膜作為前軀體,常溫下制備多孔的明膠/ZIF-8復(fù)合薄膜,生長在明膠層中的ZIF-8晶粒表現(xiàn)出與基底良好的結(jié)合性能,這是一種新型制備種子的方法,能耗小,操作簡單,基底無需...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 金屬有機(jī)框架物材料
        1.2.1 金屬有機(jī)框架材料的分類
        1.2.2 金屬有機(jī)框架材料的特性及應(yīng)用
        1.2.3 金屬有機(jī)框架薄膜材料的制備
    1.3 明膠的性質(zhì)及其應(yīng)用
        1.3.1 明膠材料的性質(zhì)
        1.3.2 明膠材料的應(yīng)用
    1.4 金屬有機(jī)框架物復(fù)合材料
        1.4.1 金屬有機(jī)框架物復(fù)合材料的分類
        1.4.2 金屬有機(jī)框架物復(fù)合材料的合成策略
    1.5 本文的研究意義和內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方案和樣品表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 材料表征
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy,SEM)
        2.2.2 X射線衍射(X-ray diffraction,XRD)
        2.2.3 氮?dú)怏w吸附比表面積測試(Brunauer Emmett Teller BET)
        2.2.4 傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FT-IR)
        2.2.5 拉曼光譜(Raman)
        2.2.6 X射線光電子能譜(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)
        2.2.7 熱重分析(Thermogravimetric Analysis,TGA)
    2.3 性能測試
        2.3.1 氣體分離測試
        2.3.2 超級電容器性能測試
        2.3.3 液體分離測試
第三章 明膠層中ZIF-8種子的制備及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 利用明膠層ZIF-8薄膜的制備
        3.2.1 明膠層中ZIF-8種子的制備
        3.2.2 致密連續(xù)ZIF-8薄膜的制備
    3.3 ZIF-8薄膜的表征及基底結(jié)合性的研究
        3.3.1 ZIF-8薄膜的表征
        3.3.2 ZIF-8薄膜與基底結(jié)合性能的研究
    3.4 不同因素對ZIF-8薄膜的影響研究
        3.4.1 不同明膠比例對ZIF-8薄膜的影響
        3.4.2 不同氫氧化鋅納米線的用量對ZIF-8薄膜的影響
    3.5 此方法普適性的研究
        3.5.1 適用于不同基底的研究
        3.5.2 適用于不同MOFs材料的研究
    3.6 氣體分離性能的研究
        3.6.1 不同制備條件的薄膜氣體分離性能比較
        3.6.2 氣體分離穩(wěn)定性的研究
    3.7 本章小結(jié)
第四章 PVDF中空纖維管上ZIF-8薄膜的制備及液體分離性能的研究
    4.1 引言
    4.2 PVDF中空纖維管上ZIF-8薄膜的制備
        4.2.1 利用明膠層在PVDF中空纖維管上ZIF-8種子的制備
        4.2.2 致密連續(xù)ZIF-8薄膜的制備
    4.3 PVDF中空纖維管上ZIF-8薄膜的表征
    4.4 不同因素對ZIF-8薄膜的影響研究
        4.4.1 不同明膠比例對ZIF-8薄膜的影響
        4.4.2 不同抽濾時間對ZIF-8薄膜的影響
    4.5 不同制備方法的研究
    4.6 液體分離性能的研究
        4.6.1 對染料RhB分離性能的研究
        4.6.2 對離子[Fe(CN)₆]^3-分離性能的研究
        4.6.3 內(nèi)壁生長的ZIF-8薄膜的分離性能的研究
    4.7 本章小結(jié)
第五章 以明膠/HKUST-1為前驅(qū)體制備自支持多孔氮摻雜碳薄膜及其電容性能的研究
    5.1 前言
    5.2 自支持多孔氮摻雜碳薄膜的制備
        5.2.1 多孔明膠/HKUST-1復(fù)合薄膜的制備
        5.2.2 自支持多孔氮摻雜碳薄膜的制備
    5.3 多孔明膠/HKUST-1復(fù)合薄膜的表征
    5.4 自支持多孔氮摻雜碳薄膜的表征
    5.5 自支持多孔氮摻雜碳薄膜的超級電容器性能
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與取得的其他研究成果



本文編號：3986225