【摘要】：近年來,因為結構獨特、性質多樣,由無機功能納米材料和金屬有機框架(metal-organic framework,簡寫為MOFs)構建而成的新型復合材料(簡寫為NP@MOFs)成為無機功能材料研究的一個熱點。然而,作為一個新興的研究領域,NP@MOFs復合材料無論是在構效關系的確定還是功能的開發(fā)都存在一些問題。其中一個重要的原因是,目前合成NP@MOFs常用的方法很難精確調控納米顆粒(NP)在MOFs中的封裝狀態(tài),這嚴重影響了對NP@MOFs復合材料構效關系及應用的研究。因此,探索新的合成方法實現NP@MOFs復合材料的可控合成是該領域一個亟待解決的問題。自犧牲模板法過去常應用于核殼或空心納米結構的合成。該方法本質上是一種固-固或者固-液界面的反應過程,反應速率較慢,因此很容易實現對最終產物結構的調控。本論文提出以含有過渡金屬元素的合金納米顆粒為自犧牲模板,選擇合適的配體使得過渡金屬元素溶出、配位,在合金納米顆粒表面生長形成一層MOFs,進而通過改變反應溫度、反應時間等條件實現MOFs殼層的可控生長。在NP@MOFs可控合成的基礎上,我們初步探索了 NP@MOFs復合納米材料在選擇性催化、有機污染物吸附等方面的應用。主要研究成果如下:(1)以具有片狀內凹菱形十二面體結構的PtCu3為自犧牲模板,通過對反應溫度等實驗參數的調控,成功的制備了 PtCu3@MOF-74(Cu)核殼結構。研究發(fā)現,反應過程中刻蝕速率和配位速率之間的匹配度是能否獲得NP@MOFs復合材料的關鍵。這種復合材料將PtCu3的催化性質與MOFs孔道的尺寸選擇性有效的結合起來,使得二苯基乙炔不完全加氫中順式產物的催化選擇性高達100%。(2)以磁性三元合金Fe14(Co0.2Ni0.8)86為自犧牲模板,通過對反應溫度與反應時間等實驗因素的調控成功合成了具有不同殼層厚度的磁性核殼結構Fe14(Co0.2Ni0.8)86@MOF-74(Ni)。研究發(fā)現,反應溫度會影響Ni2+溶出速率和配位速率之間的平衡,從而來影響產物的組成和形貌;而反應時間決定了 MOFs殼層的厚度。這種復合材料可以將Fe14(Co0.2Ni0.8)86的磁性與MOFs吸附性質有效的結合起來,因此不僅可實現對有機污染物亞甲基藍的高效吸附(最大吸附量可以達到15.1 mg/g),還能實現吸附后的高效分離。
【學位授予單位】：廈門大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1
【圖文】：

１．１金屬有機框架（ＭＯＦｓ）的簡介逡逑金屬有機框架化合物（Ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃ邋ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ，ＭＯＦｓ）足一種沸石之逡逑外的新型多孔材料。如圖１－１所示，ＭＯＦｓ是由金屬或團簇和有機配體通過配逡逑位鍵、氫鍵、靜電作用或者７Ｃ－７Ｔ鍵堆積等相互作用，通過自組裝而成的具有一逡逑維、二維或三維結構的高度規(guī)整的無限網絡結構配合物［１＿９１。根據配體的類型，逡逑可以把ＭＯＦｓ分為兩類：含有氧配位原子的ＭＯＦｓ邋（例如ＩＲＭＯＦｓ系列）和含逡逑有氮配位原子的ＭＯＦｓ邋（例如ＺＩＦｓ系列）。逡逑？＋邐—呤義義希恚澹簦幔戾澹椋錚鑠澹錚潁紓幔睿椋沐義希錚蟈澹睿錚洌澹簀澹歟椋睿耄澹蟈義賢跡保卞澹停希疲蟮淖槌珊徒峁故疽饌跡齲傘ｅ義夏殼�，ＭＯＦ；e饕ü確ɑ蛘呷薌寥鵲姆椒ㄐ」婺５睪銑�，恒娚以掗摌E義弦父魴∈鋇郊柑斕氖奔�。近年来，微波恒娚法１１Ｗ３Ｊn⑸Хǎ郟保矗停叮�、机卸\у義戲ǎ郟保罰擼保梗鋇刃潞銑煞椒ǖ姆⒄購艽蟪潭壬纖醵塘撕銑傷枰氖奔�。辶x希停希疲蟛牧獻鍆懷齙奶卣髦瘓褪瞧潿囁仔�。与活刑N俊⒎腫由傅卻澄藁義隙囁撞牧舷啾齲停希疲蠼峁箍傻骺匭鄖�，抠pü≡癲煌慕鶚艫ピ陀謝涮邋義轄械骺�。哇E保菜荊鋼殖＜停希疲蟮慕峁雇加捎冢停希疲蟛牧暇哂懈咤義系目紫堵�、高的特殊钡a婊�、结构可调繀Q鄖懇約爸擲嘍嘌扔諾�，因此哉~邋義系奈椒擲耄郟玻

本文編號：2714670