基于MOF多级孔材料的设计合成与表征

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金属有机骨架(MOF)材料作为一种新型多孔材料,凭借其在气体存储、分离、吸附和多相催化等方面的优越性能,成为孔材料的研究热点。本论文致力于研究基于MOF的多级孔材料设计合成与表征。我们通过适当的合成手段,成功地将选定的MOF晶体粒度控制在120nm以下,从而获得了小于50nm的晶间介孔。与此同时通过在合成体系中加入固体物质纳米粒子(粒度大于50nm)作为硬模板,在除去模板后,获得了同时具有微孔、介孔和大孔的多级孔材料。本论文的研究工作依据三种不同种类的MOF包含如下三部分:1.基于MIL-100(A1)纳米粒子的多级孔材料(命名为HMOF-1):MIL-100(A1)晶体粒度约为30nm,所得晶问介孔约为8.7nm。把模板剂A分散在反应体系中,反应完成后除去模板,得到了同时含有微孔、介孔和大孔的多级孔材料。前者称为HMOF-1a,后者称为HMOF-1b。2.基于MIL-110(A1)纳米粒子的多级孔材料(命名为HMOF-2):MIL-110(A1)晶体粒度约为25nm。同样向反应体系中加入模板剂B,反应完成后除去模板,得到了同时含有微孔、介孔和大孔的多级孔材料。由于加入模板剂,MIL-110(Al)晶体粒度被缩小到约为20nm。所得样品前者称为HMOF-2a,后者称为HMOF-2b。3.基于HKUST-1纳米粒子的多级孔材料(命名为HMOF-3):通过不同的方法,HKUST-1纳米粒子被成功地做到40-80nm。向反应中加入硬模板,反应完成后洗脱模板,得到了同时含有微孔、介孔和大孔的多级孔材料。前种方法所得样品称为HMOF-3a,后者称为HMOF-3b。以上所得样品都经过X-射线粉末衍射、扫描电子显微镜、红外光谱和热重-差热表征,部分样品也经过氮气吸附表征。
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