羧酸盐为链接剂合成金属有机骨架MIL-101(Cr)开题报告
2020-05-21 22:19:25
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述
金属有机骨架材料(metal-organic frameworks, mofs)是近些年出现的一类新型多孔性材料。早在上世纪九十年代中期,部分mofs就已经被合成出来[1],但其较低的化学稳定性和孔隙率使得应用受到一定的限制。因此,科学家们经过进一步研究制备了一系列具有新颖结构和独特性能的新型mofs[2-6]。mofs又被称为杂合化合物或配位聚合物,是由过渡金属离子与含氮或含氧的有机配体通过氢键、配位键或其他分子间弱作用力连接而成的网状立体骨架材料[7-11]。从结构上看,mofs具有很多新颖的拓扑结构和配位模式,其内部一维、二维或三维骨架结构独立成网,但在较多的配位聚合物晶体中,这些互相独立的网又彼此交错穿插。对mofs的研究可以大大丰富结构化学和配位化学的内容,具有重要的理论研究价值和潜在应用价值。
设计与合成具有特殊结构和高比表面积的物质一直是多孔材料领域的重要课题. 金属有机骨架[12]是由含氮、氧等的多齿有机配体与过渡金属离子自组装而形成的新型类沸石多孔材料. 与传统的硅铝分子筛相比,金属有机骨架材料具有孔隙率和比表面积高、微孔尺寸和结构可调以及结构和功能多样性等特点[13,14],在气体储存、分离以及工业催化方面具有良好的应用前景. 自mofs 材料被研究以来,许多不同种类的mofs 材料相继出现,但由于大多数mofs 材料的水热稳定性不好,限制了其在催化和吸附方面的应用[15]. 金属有机骨架material institut lavoisier-101[16]( mil-101) 的出现在一定程度上改善了这种状况. 该材料具有极大的比表面积( slangmuir: 4500 ~ 5500 m2 /g) 和晶胞体积( 702 nm3 ) ,并能在空气中稳定存在数月; 其骨架结构中具有不饱和金属位,并且其骨架结构在高温( 300 ℃) 下不发生改变,因此有望广泛应用于气体吸附及催化等领域[17 ~ 19].
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
(1)本课题首先采用了经典的两步水热合成方法合成mil-101(cr)。
① 两步水热合成法:九水硝酸铬2.0g,对苯二甲酸0.82g,醋酸35micro;l,去离子水50ml,搅拌后转入聚四氟乙烯反应釜,180℃温度下恒温晶化12h,冷却至室温后再加入无水乙酸钠0.3g,继续180℃恒温晶化12h。冷却至室温,抽滤、烘干得到粗样品。
②对两步法得到的样品进行后处理: