金屬有機(jī)框架（Meta1-organic framework,MOF）材料是由金屬離子或者金屬離子簇與有機(jī)配體通過配位作用自組裝而形成的具有周期性結(jié)構(gòu)的三維網(wǎng)狀的多孔聚合物。這種多孔聚合物具有高的比表面積、可調(diào)控的結(jié)構(gòu)和孔尺寸、高的熱穩(wěn)定性以及化學(xué)穩(wěn)定性等等優(yōu)良特性。MOFs材料的這種結(jié)構(gòu)可塑、孔隙率高的這些特點(diǎn)給材料的應(yīng)用前景提供了物質(zhì)前提。所以它們在分離、催化、氣體吸附與分離、藥物緩釋、傳感等方面有著良好的應(yīng)用前景。一直以來,雖然大家的關(guān)注點(diǎn)在探索良好的應(yīng)用上,但是近年來持續(xù)增長的對MOFs材料的形態(tài)控制仍然是一個不容忽視的話題,并且已經(jīng)有了很多關(guān)于這方面的工作研究。MOF-5是眾多材料中的一種經(jīng)典的晶體材料,也是人們一直致力于研究的一種晶體材料。雖然早前的報道有對MOF-5晶體的形貌以及尺寸有所調(diào)控,但是從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看晶體的尺寸均勻度以及規(guī)整度都不是特別好,控制條件摸索的并不是特別成熟。在這里,我們將闡述一種利用不同的輔助劑以及調(diào)控反應(yīng)條件來的到不同形貌的MOF-5晶體材料。在此基礎(chǔ)上,我們又對其中一種具有片狀形貌的IRMOF-1晶體進(jìn)行了金屬的置換,表明了 MOF-5晶體材料進(jìn)... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖I-Z無機(jī)二級單元(A)和有機(jī)配體(b)

．．．前面已經(jīng)提到，溶劑熱熱法是最常見的合成晶體材料的方法。它的優(yōu)點(diǎn)主要??是操作比較簡單，對儀器要求不高，成本低。缺點(diǎn)就是不能精確地控制實(shí)驗(yàn)的反??應(yīng)條件，受外界的影響是很大的。比如說用水熱法來合成Ｍ０Ｆ－５晶體材料，當(dāng)??空氣中的水分太大的時候，由于反應(yīng)容器（燒瓶）無法完全做到密封的狀態(tài)，十分??很容易進(jìn)入反應(yīng)容器中，從而影響晶體的成核以及生長過程，這樣也是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)??結(jié)果重復(fù)性比較差的一個原因。??溶劑熱法來制備樣品，一般采用的溫度是在５０°Ｃ－２５０°Ｃ之間。超過溶劑沸點(diǎn)??的反應(yīng)，一般是采用反應(yīng)釜來作為反應(yīng)容器，或者是用三口燒瓶外加回流裝置來??進(jìn)行反應(yīng)。一般的水熱反應(yīng)采用的溫度是１２０°Ｃ。除了溫度，用水熱法來合成樣??品還需要注意的是添加劑的種類、添加順序。添加劑的種類在一定程度決定了樣??品的形貌。添加順序也是很重要的，比如說在合成具有高結(jié)晶性的ＵｉＯ－６６的過??程中（如圖１－３所示），必須是先將添加劑三乙胺與有機(jī)配體對苯二甲酸置于一??起進(jìn)行配體的去質(zhì)子化一段時間，然后才能進(jìn)行反應(yīng)。??

Ｍ０Ｆ－５金屬有機(jī)骨架材料的控制合成及其金屬離子的交換??１．２．１．２用電化學(xué)的方法來合成晶體材料??電化學(xué)的方法（如圖１－４所示）也經(jīng)常來合成單晶或者層狀薄膜。電化學(xué)法??主要有陽極溶解法［６］、還原去質(zhì)子化法［７］、錨鏈接法［８］、電泳沉積法［９］等等。??這些方法的優(yōu)點(diǎn)是可以有效的縮短反應(yīng)的時間。有的反應(yīng)要很長時間（幾天甚至??幾個星期）才能反應(yīng)完全，但是在電壓的作用下會加快這種過程；除此之外，這??種方法可以比較精準(zhǔn)的控制膜層的厚度，反應(yīng)條件溫和，達(dá)到量化這一目標(biāo)。??ｐＨ?１?１??菩分背?：??？?儀ｄ：：??Ｉ?－?＾?Ｉ?．．?．??％，?：ｔ％??？?ｃ；?？?１１??；?—二??…．??圖１－４用電化學(xué)的方法來合成ＭＯＦ晶體??Ｌｉ課題組通過電化學(xué)的方法在室溫下僅用１５分鐘就成功地合成了?ＭＯＦ－５晶??體材料，如圖１－５所示。圖中所示的是以陰極產(chǎn)生堿的這種新方法在導(dǎo)電電極上??直接生長ＭＯＦｓ晶體，這種方法可以再數(shù)分鐘之內(nèi)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)材料的制備［１０－１１］。??這種快速和溫和的合成ＭＯＦｓ方法是適合直接表面功能化和可能影響需要保形涂??層的應(yīng)用，如氣體分離膜等。??４??


本文編號：3603114