金屬有機框架(MOFs)是一類由有機連接單元連接無機單元(金屬離子或簇)構筑的有機無機雜化晶態(tài)多孔材料。MOFs有序網絡結構的多變性,可設計性、可修飾性、以及超大比表面積賦予了其巨大的應用價值,尤其是在環(huán)境應用領域引起了研究者的廣泛關注。20世紀以來,MOFs在合成、晶體工程、功能和應用等方面都取得了巨大的進展。但是,以功能為導向的MOFs及其復合材料的綠色快捷設計合成策略的開發(fā)仍然是MOFs材料研究領域的熱點。本論文結合MOFs現有寶貴研究成果,從設計具有環(huán)境應用價值的功能MOFs及其復合材料角度出發(fā),以開發(fā)綠色環(huán)保,方便快捷的功能MOFs及其復合材料設計合成方法為主要目的,采用,溶劑熱,合成后修飾以及綠色環(huán)保的固相熱壓工藝設計合成了一系列功能MOFs和含MOFs復合材料,并研究了制備材料在環(huán)境領域的應用,為MOFs功能化設計和加工成型提供了重要借鑒。主要研究成果如下:1.以設計合成對溫室氣體CO₂具有特殊親和力的MOF為目的,利用含吡唑和羧酸雙功能基團的有機配體與七種鑭系金屬離子構筑了一系列孔道被NO₃^-未配位O原子...

【文章頁數】：149 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 金屬有機框架概述
    1.2 MOFs在環(huán)境領域的應用
        1.2.1 MOFs用于環(huán)境污染物的檢測分析
        1.2.2 MOFs用于環(huán)境污染物的去除
    1.3 合成后修飾功能化MOFs
        1.3.1 合成后修飾有機功能化MOFs
        1.3.2 合成后修飾金屬功能化MOFs
    1.4 含MOFs復合材料
        1.4.1 MOF-雜多酸復合材料
        1.4.2 MOF-有機聚合物復合材料
        1.4.3 MOF-纖維復合材料
    1.5 本論文的選題意義和研究成果
        1.5.1 本論文的選題意義
        1.5.2 本論文的主要研究成果
    參考文獻
第二章 微孔表面功能化MOF用于CO₂的選擇性吸附
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 原料和試劑
        2.2.2 儀器和設備
        2.2.3 合成Ln-MOFs
        2.2.4 晶體數據收集與精修
    2.3 結果與討論
        2.3.1 晶體結構描述
        2.3.2 X-射線粉末衍射和熱重
        2.3.3 氣體吸附分離
        2.3.4 主-客體作用研究
    2.4 本章小結
    參考文獻
第三章 合成后修飾-SH功能化MOF用于水相中Hg(II)選擇性吸附
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 原料和試劑
        3.2.2 儀器設備
        3.2.3 合成NH₂-MIL-68(In)
        3.2.4 合成SH-MIL-68(In)
        3.2.5 重金屬離子吸附實驗
    3.3 結果和討論
        3.3.1 合成
        3.3.2 X-射線粉末衍射
        3.3.3 紅外光譜
        3.3.4 元素分析
        3.3.5 N₂等溫吸附-脫附曲線
        3.3.6 p H對 Hg(II)吸附性能的影響
        3.3.7 SH-MIL-68(In)對Hg(II)的選擇性吸附
        3.3.8 Hg(II)的等溫吸附實驗
        3.3.9 Hg(II)的吸附動力學實驗
        3.3.10 Hg(II)的吸附機理
        3.3.11 SH-MIL-68(In)的循環(huán)再利用性能
    3.4 本章小結
    參考文獻
第四章 固相原位熱壓法制備POM@MOF復合材料作為高效可回收光催化劑
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 原料和試劑
        4.2.2 儀器設備
        4.2.3 合成MFM-300(In)
        4.2.4 合成PW12@MFM-300(In)
        4.2.5 光催化降解實驗
        4.2.6 電化學測試方法
        4.2.7 Zeta電位測試
    4.3 結果和討論
        4.3.1 合成
        4.3.2 X-射線粉末衍射
        4.3.3 紅外光譜
        4.3.4 N₂等溫吸附-脫附線
        4.3.5 形貌表征
        4.3.6 X-射線光電子能譜
        4.3.7 光催化降解SMT
        4.3.8 催化劑的穩(wěn)定性和重復利用性能
        4.3.9 催化機理
    4.4 本章小結
    參考文獻
第五章 固相原位熱壓法自組裝MOF作為紡織纖維紫外線防護涂層
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 原料和試劑
        5.2.2 儀器設備
        5.2.3 合成MFM-300(In)
        5.2.4 合成MFM-300(In)@Textiles
        5.2.5 色度測試
        5.2.6 紫外線防護測試
        5.2.7 靜態(tài)接觸角測試
        5.2.8 紡織纖維透濕性測試方法
        5.2.9 機械拉伸測試
    5.3 結果與討論
        5.3.1 合成
        5.3.2 X-射線粉末衍射
        5.3.3 形貌表征
        5.3.4 紅外光譜和X-射線光電子能譜
        5.3.5 色度分析
        5.3.6 紫外線防護性能
        5.3.7 表面親水性表征
        5.3.8 柔性和穩(wěn)定性
        5.3.9 機械性能
    5.4 本章小結
    參考文獻
第六章 固相原位熱壓法制備MOFs@Textiles復合材料作為高效柔性PM過濾薄膜
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 原料和試劑
        6.2.2 儀器設備
        6.2.3 合成MOFs@Textiles
        6.2.4 PM過濾試驗方法
        6.2.5 機械拉伸測試
    6.3 結果與討論
        6.3.1 合成
        6.3.2 X-射線粉末衍射
        6.3.3 形貌表征
        6.3.4 元素分析
        6.3.5 N₂等溫吸附-脫附曲線
        6.3.6 紅外光譜和拉曼光譜
        6.3.7 MOFs@Textiles的 PM過濾性能
        6.3.8 MOFs@Textiles的柔性和穩(wěn)定性
        6.3.9 機械性能
    6.4 本章小結
    參考文獻
結論與展望
攻讀博士學位期間取得的科研成果
致謝
作者簡介



本文編號：3919697