多孔金属-有机框架材料的构筑与性能研究开题报告
2024-07-16 22:25:34
1. 本选题研究的目的及意义
多孔金属-有机框架材料(metal-organicframeworks,mofs)是由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键自组装形成的一类新型多孔晶体材料。
mofs材料由于其具有比表面积大、孔径可调、结构多样化等优点,在气体吸附与分离、催化、传感、药物递送等领域展现出巨大的应用潜力,成为近年来化学、材料科学等领域的研究热点。
本选题的研究意义主要体现在以下几个方面:
1.推动新型多孔材料的发展:mofs材料作为一种新型的多孔材料,与传统的无机多孔材料相比,具有结构设计灵活、功能可调等优势。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,多孔金属-有机框架材料(mofs)的研究在国内外都取得了飞速的发展,成为化学、材料科学以及凝聚态物理等多个领域的交叉研究热点。
以下将分别对国内外研究现状进行综述。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题研究的主要内容是通过设计合成新型有机配体,构筑出结构新颖、稳定性高的多孔金属-有机框架材料,并对其进行系统表征和性能研究。
1. 主要内容
1.多孔金属-有机框架材料的设计合成:通过文献调研和分子模拟,设计合成具有特定官能团和配位能力的新型有机配体。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用多种实验方法和技术手段,具体研究方法与步骤如下:
1.文献调研阶段:查阅国内外相关文献,了解多孔金属-有机框架材料的最新研究进展,包括材料的设计合成、结构表征、性能研究以及应用探索等方面,为本研究提供理论基础和实验参考。
2.材料设计与合成阶段:根据文献调研结果和研究目标,设计合成具有特定官能团和配位能力的新型有机配体。
采用溶剂热法、微波辅助合成法等方法,探索不同金属离子与有机配体的配位模式,筛选出最佳的金属离子和配体组合,合成出结构新颖、稳定性高的mofs材料。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
1.有机配体的设计:将尝试设计合成一些具有新颖结构和功能的配体分子,例如引入具有特定尺寸和形状的空腔、极性基团或手性中心等,以期构筑出具有特定孔道结构和功能的mofs材料。
将探索利用一些天然产物或生物分子作为配体,合成具有生物相容性和可降解性的mofs材料,拓展其在生物医药领域的应用。
2.材料的合成方法:将探索采用一些新型的合成方法,例如微波合成法、超声波合成法、电化学合成法等,以期提高材料的合成效率、降低能耗、减少污染,并实现对材料结构和形貌的精确控制。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1. 赵文涛, 陈晓, 冯拥军, 等. 金属-有机框架材料在超级电容器中的应用[j]. 化学进展, 2018, 30(1): 1-14.
2. 孙为银, 张杰鹏, 李丹, 等. 金属-有机框架材料用于co2 转化[j]. 化学进展, 2018, 30(9): 1301-1312.
3. 崔晓莉, 杨庆, 李忠, 等. 多孔金属-有机骨架材料的制备及其在生物医药领域的应用[j]. 化学进展, 2019, 31(1): 1-17.