本文關鍵詞：新型核—殼—殼結構金屬—有機骨架復合材料的制備及其應用

  更多相關文章： 金屬-有機骨架 核-殼-殼結構 復合材料 鄰苯二甲酸酯 氣相色譜

【摘要】：金屬-有機骨架(Metal-Organic Frameworks,簡稱MOFs)是一類新型的多孔材料,由金屬和有機配體自組裝形成。由于其具有新穎的拓撲結構,以及在氣體吸附與分離、活性催化、光電材料和磁性等方面具有潛在的應用價值,正迅速發(fā)展成為能源、材料和生命科學交叉領域中的研究熱點。到目前為止,對MOFs材料的應用開發(fā)還是遠遠不夠的。為了延伸這種材料的應用范圍,基于MOFs的復合材料以及以MOFs為基礎的衍生物被制備出來。本論文旨在初步探究MOFs的復合材料作為吸附劑在有機污染物的去除和固相微萃取中的應用潛力。主要研究內容如下:第一章:介紹了MOFs及其復合材料的性質、合成方法和研究現狀;簡述了塑化劑的性質、遷移及危害,以及目前塑化劑的檢測手段和前處理方法。第二章:采用水熱合成法和常溫合成法制備了MOF-5和MOF-199樣品。并通過粉末X-射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)驗證了兩種方法的可行性。通過熱重分析(TGA)和光學顯微鏡(OM)比較了兩種方法合成的MOFs樣品在熱穩(wěn)定性、晶體粒徑大小和晶粒完整度方面的差異。而且通過N2吸附實驗考察了兩種方法合成的MOFs樣品在孔徑和比表面積方面的區(qū)別。結果表明,兩種合成法均可成功制備出MOF-5和MOF-199材料。水熱法合成的MOFs樣品熱穩(wěn)定性和晶粒完整程度都優(yōu)于常溫合成的樣品,且晶體粒徑較大;此外,水熱法合成的MOFs樣品的孔徑小于常溫合成的樣品,但比表面積大于常溫合成的樣品�？傊�,水熱法合成的MOFs材料在性質上優(yōu)于常溫法合成的材料,但是水熱法對于實驗設備和反應條件要求上都較高。第三章:采用層層組裝法成功合成了新型核-殼-殼結構MOFs復合材料SiO_2@MOF-199@ZIF-8,并通過XRD、TGA、FT-IR、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)表征了材料的組成、熱穩(wěn)定性和形貌。合成過程考察了反應物濃度、反應時間和反應溫度等反應條件。最后通過亞甲基藍吸附實驗來驗證復合材料對于有機污染物的吸附能力。結果表明,該復合材料對于有機污染物有較好的吸附效果,推測其吸附機理為以下幾點:(1)吸附是通過MOFs材料具有不飽和的金屬配位點,(2)吸附過程是通過酸堿交互作用,(3)吸附過程是通過π-π鍵合作用,(4)吸附過程是通過氫鍵作用,(5)吸附過程是通過靜電相互作用,(6)吸附過程是通過MOFs材料特有的呼吸作用等。第四章:用已制備的MOFs復合材料做萃取劑,用于萃取富集綠茶中6種鄰苯二甲酸酯類塑化劑,并結合氣相色譜(GC-FID)法進行定量分析。為獲取高的萃取率,優(yōu)化了溶液pH、洗脫劑種類、微球用量和萃取時間等主要萃取條件。在最優(yōu)萃取條件下,方法的檢出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)分別為2.1-7.4μg L-1和8.2-23.2μg L-1。將該方法用于綠茶的分析,加標回收率為72.9%~89.2%,相對標準偏差為1.9%~5.1%。該方法可用于食品樣品中痕量PAEs的快速、有效監(jiān)測。
【關鍵詞】：金屬-有機骨架 核-殼-殼結構 復合材料 鄰苯二甲酸酯 氣相色譜
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O627;TB33
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 金屬-有機骨架材料（MOFs）簡介12-17
• 1.1.1 金屬-有機骨架定義12
• 1.1.2 金屬-有機骨架材料的特點12-14
• 1.1.3 金屬-有機骨架材料的合成方法14-15
• 1.1.4 金屬-有機骨架材料的研究進展和應用前景15-17
• 1.2 金屬有機骨架復合材料簡介17-20
• 1.2.1 金屬有機骨架復合材料概述17
• 1.2.2 金屬有機骨架復合材料分類17-20
• 1.3 塑料包裝食品中塑化劑的危害及檢測方法20-22
• 1.3.1 塑化劑簡介20-22
• 1.3.2 塑料包裝食品中塑化劑遷移問題22
• 1.3.3 塑料包裝食品中塑化劑的檢測方法研究進展22
• 1.4 本課題的選題意義及內容22-24
• 第2章 不同方法合成的MOFs材料的性能比較研究24-32
• 2.1 前言24-25
• 2.2 實驗部分25-26
• 2.2.1 試劑25
• 2.2.2 儀器25
• 2.2.3 MOF-199和MOF-5的制備25-26
• 2.3 結果與討論26-31
• 2.3.1 兩種方法制備的MOFs樣品的XRD表征26-27
• 2.3.2 兩種方法制備的MOFs樣品的FT-IR表征27-28
• 2.3.3 兩種方法制備的MOFs樣品的熱重表征28-29
• 2.3.4 兩種方法制備的MOFs樣品的顯微形貌表征29-30
• 2.3.5 兩種方法制備的MOFs樣品的N2吸附性質的表征30-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第3章 新型核-殼-殼結構MOFs復合材料的設計、合成及其性質研究32-41
• 3.1 前言32-33
• 3.2 實驗部分33-36
• 3.2.1 試劑33
• 3.2.2 儀器33-34
• 3.2.3 MOFs復合材料的制備34-35
• 3.2.4 亞甲基藍吸附實驗35-36
• 3.3 結果與討論36-40
• 3.3.1 合成條件優(yōu)化36
• 3.3.2 粉末X射線衍射36-37
• 3.3.3 紅外表征37-38
• 3.3.4 熱重分析38
• 3.3.5 形貌表征38-39
• 3.3.6 亞甲基藍吸附39-40
• 3.4 本章小結40-41
• 第4 章核-殼-殼結構SiO_2@MOF-199@ZIF-8復合材料用于固相微萃取飲料中的塑化劑研究41-49
• 4.1 前言41-42
• 4.2 實驗部分42-43
• 4.2.1 試劑42
• 4.2.2 儀器42-43
• 4.2.3 標準溶液配制43
• 4.2.4 色譜條件43
• 4.2.5 樣品預處理和固相微萃取過程43
• 4.3 結果與討論43-47
• 4.3.1 萃取條件的優(yōu)化43-46
• 4.3.2 方法線性范圍、檢出限及富集倍數46
• 4.3.3 實際樣品測定46-47
• 4.4 本章小結47-49
• 參考文獻49-58
• 致謝58-59
• 攻讀學位期間取得的科研成果59

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