双金属金属有机骨架材料的制备及性能研究进展

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金属有机骨架的制备与应用

金属有机骨架的制备与应用

金属有机骨架的制备与应用金属有机骨架(Metal Organic Frameworks,MOFs),属于一种新兴的材料,是以金属离子或者它们的簇为节点,有机配体为构筑单元的一种材料。

其独特的结构与特性,使其在各种领域得到广泛的应用。

本文将重点介绍金属有机骨架的制备与应用。

一、金属有机骨架的制备金属有机骨架的制备主要采用溶剂热法、干燥合成法、水热合成法等方式。

其中,溶剂热法是制备MOFs最常用的方法之一。

溶剂热法主要使用金属盐和有机配体为原料,在适当温度下,在有机溶剂或水中进行反应,形成结晶态的金属有机骨架。

此外,干燥合成法和水热合成法也有一定的应用广泛。

二、金属有机骨架的应用金属有机骨架的应用非常广泛,主要分为催化、吸附、气体分离、传感、存储和释放等几个方面。

1. 催化金属有机骨架可以作为催化剂应用在各种有机合成反应中,如氧化反应、氢化反应、碳氢化合物转化反应等。

金属有机骨架的独特结构可以调控催化活性,使得其具有很高的催化效率和选择性。

2. 吸附金属有机骨架因具有大的孔径和高的表面积,可以作为一种优异的吸附材料。

其主要应用于吸附有机污染物、金属离子等,在环境治理和水处理方面具有广泛的应用。

3. 气体分离金属有机骨架可以根据气体的分子大小和类型,对气体进行有效的分离。

如将氢气从混合气体中分离出来,可以被应用于氢气的制备、氢能源的开发和利用等领域。

4. 传感由于金属有机骨架的独特结构和特性,可以用于传感器的制备。

其可在物理、化学、生物等领域进行检测,如检测气体、污染物、生物活性物质等。

5. 存储利用金属有机骨架的大孔径,可以制备出高效的氢气、氧气、二氧化碳等储存材料。

这些材料在气体储存、气体传输和能源开发领域具有潜在的应用前景。

6. 释放金属有机骨架的结构可以控制其孔道大小和形状,可以将低溶性药物包含在孔道中,达到控制药物的缓释作用。

因此,在药物传输和分子控制释放方面具有重要的应用价值。

综上所述,金属有机骨架作为一种新兴的材料,在各领域应用前景广阔。

双金属mof的合成方式

双金属mof的合成方式

双金属mof的合成方式
双金属MOF是指在一种金属有机骨架材料中同时含有两种不同
金属离子的MOF。

由于其独特的结构和性质,双金属MOF在气体吸附、催化、分离等方面具有广泛的应用前景。

本文将介绍双金属MOF的合成方法。

1. 共沉淀法
共沉淀法是制备双金属MOF的常用方法之一。

其基本原理是将不同金属离子的盐溶液和有机骨架材料的溶液混合后,在适当的条件下进行沉淀反应。

通过调节反应条件可以控制MOF中两种金属离子的比例和分布方式,从而获得所需的双金属MOF。

2. 模板法
模板法是利用某种物质的结构作为模板,在其表面上生长MOF的方法。

对于双金属MOF的合成,可以选择一种含有两种不同金属离子的模板物质。

在适当的条件下,MOF会在模板表面上生长,并形成双金属MOF。

3. 双金属前驱体法
双金属前驱体法是将两种金属的有机配合物先行合成,并在适当的条件下与有机骨架材料反应生成双金属MOF。

这种方法可以控制MOF中两种金属离子的比例和分布方式,从而获得所需的双金属MOF。

总的来说,双金属MOF的合成方法还有许多其他的途径,例如溶液法、气相法等。

各种方法的优缺点不同,需要根据实际需要进行选择。

随着合成方法的不断进步和完善,相信双金属MOF的应用领域将
会越来越广泛。

多孔金属有机骨架材料的制备及其应用研究

多孔金属有机骨架材料的制备及其应用研究

多孔金属有机骨架材料的制备及其应用研究近年来,多孔金属有机骨架材料受到了广泛关注。

这种材料在化学、物理、材料科学等领域都有着重要的应用,同时也是新型材料领域的前沿研究课题。

本文将介绍多孔金属有机骨架材料的制备方法和应用研究进展。

一、多孔金属有机骨架材料的制备方法1. 溶剂热法溶剂热法是制备多孔金属有机骨架材料的常用方法之一,其原理是将金属离子与有机配体在有机溶剂中反应生成多孔结构。

其中的有机配体通常为大环化合物,能够提供足够的空间和配位位点,从而形成高度有序的孔洞结构。

2. 水热合成法水热合成法是利用水热反应条件制备多孔金属有机骨架材料的方法。

该方法需要在高温高压下进行实验,水热反应的高效性极大提高了孔洞结构的有序性和纯度,有助于实现更高效和可重复的制备方法。

3. 等离子体增强化学气相沉积法等离子体增强化学气相沉积法是一种新型的制备多孔金属有机骨架材料的方法,其利用等离子体增强化学反应在表面上生成有机乃至无机薄膜,再通过控制氧化剂、反应时间等因素调控氧化反应来实现多孔结构的形成。

二、多孔金属有机骨架材料的应用研究1. 气体储存与分离多孔金属有机骨架材料具有高度有序孔结构,可以承载气体分子并具有储存和分离作用,因此在气体储存和分离方面具有很大的应用潜力。

2. 催化反应多孔金属有机骨架材料在催化反应中作为载体,有助于调控反应速率和选择性,进而提高反应效率和产率。

因此,多孔金属有机骨架材料被广泛应用于各种催化反应领域。

3. 气体传感器多孔金属有机骨架材料的结构与表面性质可通过调控实现对特定气体分子的识别和探测。

基于这种特性,多孔金属有机骨架材料可用于气体传感器、化学传感器等领域,对环境污染物等进行检测。

三、结语多孔金属有机骨架材料的制备方法和应用研究已经取得了令人瞩目的进展。

随着科技的不断发展,多孔金属有机骨架材料在化学、物理、能源等领域的应用将会越来越广泛,成为新型材料领域中的重要研究方向。

金属有机骨架材料的合成与性能研究

金属有机骨架材料的合成与性能研究

金属有机骨架材料的合成与性能研究
一、引言
金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks,MOFs)是一种新型的纳米材料,采用金属离子和有机配体构筑结晶结构,具有高比表面积、可调性、多孔性等特征,在气体吸附、分离、储氢等方面显示出极高的潜力。

二、合成方法
MOFs的合成方法较多,包括热力学方法、水热合成、溶剂热合成、气相合成等。

其中最常用的是水热合成,其步骤包括溶剂选择、加热、降温等过程。

三、性能研究
MOFs的特性主要体现在吸附、分离、催化等方面。

MOFs的高比表面积和多孔结构使其具有高的气体吸附能力,如氢气、二氧化碳等。

MOFs还可用于分离石油中的杂质,以及催化反应,如CO2催化还原等。

四、应用前景
由于MOFs的独特性能,在储能、环境保护、制备高纯度化学品等领域具有广泛应用前景。

例如,MOFs在储氢领域的应用上,
可以解决传统液态储氢存在的安全隐患问题。

同时,MOFs的应用还能促进清洁能源的发展和利用,以及实现环境治理的目标。

五、发展前景
在未来,MOFs将凭借其高性能和多功能性,实现在诸多领域的广泛应用。

同时,随着新型MOFs的不断涌现和制备技术的不断完善,MOFs的性能和应用前景将会不断拓展和提升。

六、结论
金属有机骨架材料的合成与性能研究,将推动新型材料的发展和应用。

未来,MOFs有望成为清洁能源、环境保护领域的重要材料,实现可持续发展的目标。

一种含有curu双金属多级孔mofs材料及其制备方法和应用

一种含有curu双金属多级孔mofs材料及其制备方法和应用

一种含有curu双金属多级孔mofs材料及其制备方法和应用【原创版3篇】目录(篇1)1.引言2.curu 双金属多级孔 mofs 材料的结构特点3.curu 双金属多级孔 mofs 材料的制备方法4.curu 双金属多级孔 mofs 材料的应用领域5.结论正文(篇1)1.引言curu 双金属多级孔 mofs(金属有机骨架材料)是一种具有高比表面积、多孔性、可调结构和化学功能性的晶态材料。

近年来,由于其独特的性能,curu 双金属多级孔 mofs 材料在催化、吸附、分离和储存等领域受到了广泛关注。

本文将介绍一种含有 curu 双金属多级孔 mofs 材料及其制备方法和应用。

2.curu 双金属多级孔 mofs 材料的结构特点curu 双金属多级孔 mofs 材料是由两种或两种以上的金属离子和有机配体通过自组装形成的多孔材料。

其结构特点包括:(1)多级孔结构,即材料中存在不同尺寸的孔道,有利于气体和液体在材料中的传输;(2)高比表面积,提供了大量的活性中心,增加了反应速率;(3)可调结构,通过改变金属离子和有机配体的种类、比例和组装条件,可以调控材料的结构和性能;(4)化学功能性,通过引入不同金属离子和有机配体,可以赋予材料特定的化学性质,如酸性、碱性、还原性等。

3.curu 双金属多级孔 mofs 材料的制备方法curu 双金属多级孔 mofs 材料的制备方法通常采用溶剂热法、微波辅助法、超声辅助法等。

以溶剂热法为例,首先将金属盐和有机配体加入到适当的溶剂中,形成均相溶液;然后,将溶液转移到加有密封盖的高压反应釜中,在高温高压下反应一段时间;最后,通过离心、过滤等方法分离出多孔 mofs 材料。

4.curu 双金属多级孔 mofs 材料的应用领域curu 双金属多级孔 mofs 材料在多个领域具有广泛的应用前景,包括:(1)催化,如氧还原反应、氢氧化物还原反应、二氧化碳还原等;(2)吸附,如气体吸附、液体吸附等;(3)分离,如油水分离、有机物分离等;(4)储存,如氢气储存、二氧化碳储存等。

金属有机骨架材料的研究和应用

金属有机骨架材料的研究和应用

金属有机骨架材料的研究和应用金属有机骨架材料(MOFs),指的是由金属离子和有机配体构成的晶体结构材料。

近年来,MOFs因其高表面积、多孔性、可逆性和可控性等独特的性质,在领域丰富,包括催化、吸附、分离、传感和能源等方面有广阔的应用前景。

本文将从合成、物性、应用等方面探讨MOFs的研究进展。

1. 合成方法MOFs的合成方法包括溶剂热法、溶剂挥发法、水热合成法、物理气相沉积法、光化学合成法等。

其中最常用的是溶剂热法。

该方法通过金属离子与有机分子的自组装形成晶体结构,并可根据需要调整材料中的孔径、孔隙大小和化学结构。

此外,光化学合成法具有可控性强、环境友好等优点,在MOFs的制备中也具有广泛的应用前景。

2. 物性MOFs的物性主要包括孔径、晶体结构、比表面积和热稳定性等。

具体来讲,在孔径方面,MOFs的孔径大小可达到几纳米至数十纳米,使其具有极高的表面积。

在晶体结构方面,不同的有机配体和金属离子组合可形成不同的晶体结构,从而导致MOFs的性质差异。

在比表面积方面,MOFs具有极高的表面积,常常超过一百万平方米每克。

在热稳定性方面,例如ZIF-8具有较好的热稳定性,这使得其应用于高温环境中。

3. 应用领域MOFs的应用领域非常广泛,主要包括催化、吸附、气体分离、生物传感和能源等方面。

在催化领域,由于MOFs具有高表面积和多孔性,因此可用于催化反应的加速和选择性的提高。

在吸附领域,MOFs可以用于吸附空气中的水分子和与水分子相关的有害气体,由此可实现净化空气的应用。

在气体分离领域,MOFs可用于甲烷、氧气和二氧化碳的分离和储存。

在生物传感领域,MOFs可作为荧光探针,用于检测生物相关物质。

在能源领域,由于MOFs具有高比表面积和较好的储气性质,因此可用于燃料电池和氢储存等应用。

4. 发展趋势MOFs的研究越来越受到关注,但也存在一些问题需要解决。

例如,MOFs在水分子的存在下易受污染,严重影响其应用性能。

CuMOF及ZIFs类金属有机骨架材料的合成及其催化性能研究

CuMOF及ZIFs类金属有机骨架材料的合成及其催化性能研究

内容摘要
电化学合成是制备金属有机骨架材料的一种有效方法。在电化学合成中,金 属离子或金属团簇与有机配体在特定的电化学条件下,通过配位反应、氧化还原 反应等方式形成金属有机骨架材料。电化学合成法的优点在于可在常温常压下进 行、节能环保、操作简便以及可实现规模化生产。为了提高电化学合成产物的质 量和产率,科研人员对电化学合成条件进行了大量研究,包括电解液组成、电流 密度、温度、压力等。
内容摘要
电催化性能是金属有机骨架材料在电化学领域的重要应用之一。锌、铜金属 有机骨架材料作为电催化剂,在燃料电池、电解水制氢、有机物电氧化等方面展 现出优异的性能。首先,在燃料电池领域,锌、铜金属有机骨架材料具有较高的 电催化活性和稳定性,可有效降低燃料电池的能耗和成本。
内容摘要
其次,在电解水制氢领域,锌、铜金属有机骨架材料具有优良的导电性和化 学稳定性,可降低电解能耗和提高氢气纯度。此外,在有机物电氧化领域,锌、 铜金属有机骨架材料也可用于高效催化有机物的氧化反应,从而提高有机物的转 化率和产物选择性。
ZIF-8的合成
ZIF-8是一种常见的ZIFs类MOFs,具有较高的热稳定性和化学稳定性。其合 成方法通常是将二甘氨酸锌(Zn(Gly)2)与四氢呋喃(THF)混合,然后逐渐 滴加甲醇,并在氮气保护下搅拌一定时间,最后经过洗涤、干燥等步骤得到ZIF8。其中,反应温度、反应时间、溶剂等是影响合成结果的重要因素。
材料与方法
Hale Waihona Puke CuMOF的合成CuMOF的合成
CuMOF的合成通常采用配体导向法,以金属盐和有机配体为原料,通过控制反 应条件,如反应温度、反应时间、溶剂等,合成出具有特定结构和性能的CuMOF。 其中,选择合适的有机配体是关键步骤,需要根据目标应用领域和性能要求进行 筛选和设计。

“双金属mof”资料汇整

“双金属mof”资料汇整

“双金属mof”资料汇整目录一、双金属MOF及其复合材料活化过硫酸盐去除有机污染物的研究二、CoCu双金属MOF纳米片的合成及电催化析氧反应研究三、双金属MOF的改性及其电解水析氧性能研究四、双金属MOF及其复合材料活化过硫酸盐去除有机污染物的研究五、CoFe双金属MOF基复合材料及其衍生物催化性能研究双金属MOF及其复合材料活化过硫酸盐去除有机污染物的研究随着工业化的快速发展,水体中的有机污染物问题日益严重,开发高效、环保的净化技术成为当前的研究重点。

双金属MOF及其复合材料在活化过硫酸盐过程中展现出良好的去除有机污染物的潜力,为解决这一问题提供了新的思路。

双金属MOF,即金属有机框架,是一种由金属离子或团簇与有机配体通过配位键合成的多孔晶体材料。

由于其高度可调的孔径和结构,MOF在气体分离、催化、传感和污水处理等领域有广泛的应用。

本文主要探讨了双金属MOF及其复合材料在活化过硫酸盐过程中对有机污染物的去除效果。

在实验中,我们首先合成了一系列双金属MOF,包括M-MOF-74(M=Co, Ni, Zn)、Cu-BTC、Zn-MOF-74等。

然后,我们将这些MOF与过硫酸盐(PS)一起置于含有有机污染物的模拟水样中。

通过监测水样中有机污染物的浓度变化,我们发现这些双金属MOF在活化过硫酸盐过程中能有效去除水中的有机污染物。

研究发现,这些双金属MOF的活化过硫酸盐过程主要依赖于其金属离子与过硫酸盐的相互作用,以及MOF的多孔结构和大的比表面积所带来的高反应活性。

我们还发现复合材料的应用能进一步提高有机污染物的去除效率。

例如,当我们将Cu-BTC MOF与石墨烯或碳纳米管等材料复合时,其去除有机污染物的效果明显优于单一的Cu-BTC MOF。

尽管双金属MOF及其复合材料在活化过硫酸盐去除有机污染物方面显示出良好的应用前景,但目前的研究仍存在一些挑战。

例如,如何提高这些材料的稳定性和循环使用性能,以及如何优化其合成方法以降低成本等。

金属有机框架材料的制备与性能研究

金属有机框架材料的制备与性能研究

金属有机框架材料的制备与性能研究金属有机框架材料是一种由金属离子与有机配体相互作用生成的网络结构,常常具有高表面积、可控的孔结构、优良的气体吸附、储存性能以及化学稳定性等优异的性能,在吸附分离、催化和传感等领域具有广泛的应用前景。

本文旨在介绍金属有机框架材料在制备方法、性能表现和应用方面的研究进展。

一、制备方法金属有机框架材料的制备方法包括水溶液法、溶剂蒸发法、气相沉积法等,其中较为常用的方法是溶剂热合成法。

该方法是在一定的温度和压力条件下,将金属离子和有机配体在有机溶剂中反应,形成晶体化合物。

常用的有机溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等。

该方法具有简单、有效的优点,可以控制孔结构的大小和形状,且制备的材料具有较高的比表面积和孔容。

二、性能表现金属有机框架材料的性能主要表现在孔结构、表面积和气体吸附等方面。

材料的孔结构和孔径大小可以通过选择不同的有机配体或改变配体的取代基来实现。

同时,金属有机框架材料的比表面积可以达到上千平方米每克,甚至更高。

气体吸附方面,金属有机框架材料可以选择不同的金属离子和有机配体,实现对不同气体分子的选择性吸附,具有广泛的应用前景。

同时,金属有机框架材料具有良好的催化性能,在有机合成、环境修复等领域得到了广泛的应用。

三、应用前景金属有机框架材料具有多样化的应用前景,在环境污染治理、气体分离、能源储存等领域都具有广泛的应用前景。

在环境污染治理方面,金属有机框架材料可以作为吸附剂,对有机污染物进行有效的吸附和去除。

在气体分离领域,金属有机框架材料可以实现对不同气体分子的选择性吸附和分离,可以作为天然气的脱硫剂、制氢的催化剂等。

在能源储存领域,金属有机框架材料可以作为电极材料,用于超级电容器的制备。

综上所述,金属有机框架材料是一种具有广泛应用前景的新型材料。

通过对其制备方法和性能表现的深入研究,可以寻找到其更多的应用领域和优化方向,以更好地发挥其在环境、能源等领域的重要作用。

双金属金属有机骨架材料的制备及性能研究进展-应用化学

双金属金属有机骨架材料的制备及性能研究进展-应用化学

双金属金属有机骨架材料的制备及性能研究进展-应用化学引言双金属金属有机骨架材料(Bimetallic Metal-Organic Frameworks,简称BMMOFs)由金属离子和有机配体通过配位反应形成的三维网络结构材料,具有丰富的孔隙结构、可调控的化学结构以及多功能性等优点。

BMMOFs在气体储存、分离、催化等领域显示出巨大的应用潜力。

本文将从制备方法和性能研究两方面来探讨双金属金属有机骨架材料的研究进展。

制备方法合成材料的选择通常情况下,合成BMMOFs主要需要选择金属离子和有机配体。

金属离子的选择通常基于其催化活性和化学稳定性。

常见的金属离子包括锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等。

有机配体的选择则需要具备与金属离子形成稳定配合物的能力。

配位反应的方法合成BMMOFs的常用方法包括溶剂热法、水热法、微波法等。

其中,溶剂热法是最常用的方法之一。

溶剂热法主要通过将金属离子和有机配体在有机溶剂中反应得到BMMOFs。

此外,水热法和微波法由于反应时间短、温度易于控制等优势也被广泛采用。

双金属结构的构建目前,双金属金属有机骨架材料通常采用单一金属离子与有机配体之间的配位反应进行制备,然后通过离子交换、金属层间间隙控制等方法引入第二种金属离子,构建出双金属结构的BMMOFs。

这种方法可以控制不同金属离子的相对比例,从而调控材料的性能。

性能研究孔隙结构性能BMMOFs的孔隙结构是其性能的重要因素之一。

通过改变金属离子和有机配体的选择以及合成条件的调控,可以获得不同孔隙结构的BMMOFs。

孔隙结构的大小和形状对材料的气体分离、催化等应用具有重要影响。

气体储存性能由于其丰富的孔隙结构,BMMOFs被广泛应用于气体储存领域。

通过选择合适的金属离子和有机配体,可以实现对不同气体(如氢气、二氧化碳等)的高效吸附和储存。

分离性能BMMOFs还具有优异的分离性能。

通过调控材料的孔隙结构,可以实现对不同分子的选择性吸附和分离。

双金属核壳结构.doc

双金属核壳结构.doc

双金属核壳结构的制备及催化性能研究摘要双金属核壳纳米结构由于具有大量的潜在应用价值,近年来已引起人们极大的关注。

本文综述了水相体系还原法、多元醇体系还原法、热分解—还原法、化学镀法、胶体粒子模板法、共沉积法、电化学法、表面取代反应和表面处理等双金属核壳纳米结构的制备方法,简述了各种方法的原理、优缺点和应用情况,另外,对双金属核壳纳米结构电催化氧化、有机物加氢、催化脱氯、环境催化方面的应用作了简述。

最后,对今后双金属核壳结构型的研究方向进行了展望。

关键词双金属核壳制备方法催化1 引言在对高性能新材料的探索过程中,纳米材料以其特殊的优异性能吸引了许多研究者的兴趣,掀起了纳米材料的研究热潮。

对应用纳米技术制备具有某种功能的特性的材料来说,有必要寻求可靠、可控的方法纳米材合成料的。

核壳结构纳米材料[1](core-shell nanomaterials)是指具有“核壳包裹”这种特殊原子排列方式的纳米复合材料,可看作是对原始纳米粒子的剪裁和改造,通常记作“核@壳”。

金属@金属(即核壳双金属)纳米材料因其巨大的催化应用潜力而受到催化学者的广泛关注。

2 双金属核壳结构制备方法2.1水相体系还原法在水相中,利用不同还原剂和保护剂,通过先后两次还原不同金属形成核壳结构的纳米合金,这是目前使用最多的一种合成方法。

Yang等[ 2 ]用NaBH4还原合成Ag溶胶,再利用柠檬酸钠溶液热回流使Pt还原并沉积在Ag表面,得到红棕色Ag@Pt溶胶。

Zhou等[3 ]在冰浴下,利用NaBH4还原HAuCl4制成Au 纳米溶胶,再逐滴加入H2PdC l4和抗坏血酸,得到深棕色Au @ Pd纳米溶胶。

一般地,水相中连续还原时,壳层金属通常采用较温和的还原剂(如抗坏血酸)以控制还原速率,使其更易更好地实现包覆效果,有时采用冰浴等降温手段效果更好[ 4 ]。

2.2 多元醇体系还原法多元醇还原法是合成单金属(尤其是贵金属)纳米粒子最简便有效的方法之一,该方法也被用于制备双金属核壳结构。

MOFs_复合材料及在锂离子电池中应用研究进展

MOFs_复合材料及在锂离子电池中应用研究进展

Advances in Energy and Power Engineering 电力与能源进展, 2023, 11(5), 147-160Published Online October 2023 in Hans. https:///journal/aepehttps:///10.12677/aepe.2023.115017MOFs复合材料及在锂离子电池中应用研究进展王燚婧,陈阳贵州民族大学化学工程学院,贵州贵阳收稿日期:2023年8月14日;录用日期:2023年8月29日;发布日期:2023年10月12日摘要锂离子电池是目前纯电动汽车和混动汽车的主流动力电源,因其循环寿命长、能量密度高以及自放电率低等优点备受青睐。

金属–有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,简称MOFs,下同)作为新型功能分子晶体材料,在锂离子电池中有着潜在的应用前景,成为新型功能材料研究的热点。

本文通过综合国内外相关文献报道,调研了MOFs材料及其衍生材料的合成方法和结构调控方面的最新研究进展。

着重对于MOFs以及其衍生物在锂离子电池负极和正极方面的应用进行全面综合。

同时,对目前MOFs在锂离子电池应用领域所面临的挑战进行了深入分析,同时也对其未来的发展前景进行了展望。

进一步研究MOFs在锂离子电池中电荷负载能力和多孔结构特点等性能优势,以期为锂离子电池电极材料进一步开发与应用提供参考。

关键词锂离子电池,MOFs,结构调控,负极材料,发展前景Research Progress of MOFs Composites and Their Applications in Lithium-Ion BatteriesYiJing Wang, Yang ChenCollege of Chemical Engineering, Guizhou Minzu University, Guiyang GuizhouReceived: Aug. 14th, 2023; accepted: Aug. 29th, 2023; published: Oct. 12th, 2023AbstractLithium-ion batteries are the mainstream power supply for pure electric vehicles and hybrid ve-hicles at present, because of their long cycle life, high energy density and low self-discharge rate.王燚婧,陈阳Metal-organic frameworks (MOFs), as a new functional molecular crystal material, have potential application prospects in lithium-ion batteries and become a hot spot in the research of new func-tional materials. This article comprehensively reviews the latest research progress in synthesis methods and structural regulation of MOFs materials and their derivatives based on an integra-tion of relevant literature reports from domestic and international sources. The application of MOFs and its derivatives in the negative and positive electrodes of lithium-ion batteries is re-viewed, and the challenges and prospects of the application of MOFs in lithium-ion batteries are analyzed. Further research on the performance advantages of MOFs, such as their charge loading capacity and porous structural characteristics, in lithium-ion batteries is aimed at providing ref-erences for further development and application of electrode materials for lithium-ion batteries.KeywordsLithium-Ion Batteries, MOFs, Structural Regulation and Control, Negative Electrode Materials,Development Prospects Array Copyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言全球工业迅速发展和人口持续增长,使得对能源的需求不断增加[1][2]。

金属有机骨架材料的合成及其研究进展

金属有机骨架材料的合成及其研究进展

第28卷第6期2008年12月山西化工sHANxIC脏MICALl∞USTRYv01.28No.6Dec.20087:‘::。

’::::综述与论坛.’j.:…._…….:,金属一有机骨架材料的合成及其研究进展龙沛沛1,程绍娟2,赵强1,李晋平1(1.太原理工大学精细化工研究所,山西太原030024;2.洛阳理工学院环境与化学系。

河南洛阳471023)摘要:介绍了金属一有机骨架材料(MOFs)的结构特点和合成方法,论述了金属.有机骨架材料在国内外的研究进展,介绍了其在气体存储,尤其是储氢方面的研究现状。

关键词:金属一有机骨架材料;合成;储氢中图分类号:0614,TB30文献标识码:A文章编号:1004—7050(2008)06.0021.05金属一有机骨架材料(met',d.organicframeworks,简称MOFS)是一种新型的多孔材料,因其具有高孔性、比表面积大、合成方便、骨架规模大小可变以及可根据目标要求作化学修饰、结构丰富等优点,现已在气体吸附、催化、光电材料等领域受到人们的广泛关注。

MOFs又名配位聚合物或杂合化合物,是利用有机配体与金属离子间的金属.配体络合作用自组装形成的具有超分子微孔网络结构的类沸石(有机沸石类似物)材料…。

制备MOFs的金属离子和有机配体丰富多样,可以根据材料的性能,如官能团、孔道的尺寸和形状等来加以选择。

最常用的有机连接配体为含有N、O等能提供孤对电子的原子的刚性配体,如多羧酸、多磷酸、多磺酸、吡啶、嘧啶等。

有机连接配体通过离子键与中心金属离子结合。

中心金属离子几乎涵盖了所有过渡金属元素形成的离子,甚至包括四价的金属离子。

这为新的MOFs的出现提供了无数的可能。

1国内外研究进展目前,国外开展MOFs材料研究的机构主要有基金项目:山西省自然科学基金资助项目(2006011021)收稿日期:2008.08—19作者简介:龙沛沛,女,1983年出生,太原理工大学桕细化工研究所在读硕士研究生。

新型金属—有机及有机多骨架材料的设计合成和性质研究

新型金属—有机及有机多骨架材料的设计合成和性质研究

新型金属—有机及有机多骨架材料的设计合成和性质研究一、概述随着科学技术的飞速发展,新型金属有机及有机多骨架材料的设计合成和性质研究已经成为材料科学领域的研究热点。

这类材料因其独特的晶体结构、优良的物理和化学性质,在能源、环保、催化、生物医药等领域展现出广阔的应用前景。

本文旨在系统介绍新型金属有机及有机多骨架材料的设计原则、合成方法以及性质研究,为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示。

金属有机骨架材料(MOFs)是一类由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键连接而成的多孔晶体材料。

其结构多样、孔径可调、功能可设计等特点使得MOFs在气体存储与分离、离子交换、传感等领域具有独特优势。

有机多骨架材料则是由有机分子通过非共价键相互作用形成的具有多孔结构的材料,同样具有广泛的应用潜力。

在设计合成新型金属有机及有机多骨架材料时,研究人员需要充分考虑材料的结构特点、稳定性、功能性等因素。

通过选择合适的金属离子、有机配体或有机分子,以及优化合成条件,可以实现对材料结构和性能的精确调控。

借助现代分析手段如射线衍射、红外光谱、热重分析等,可以对材料的结构、组成和性质进行深入研究。

新型金属有机及有机多骨架材料的设计合成和性质研究具有重要的科学价值和实际应用意义。

随着研究的不断深入,相信这类材料将在更多领域展现出其独特的优势和潜力。

1. 金属—有机及有机多骨架材料的概述金属—有机及有机多骨架材料,是一类具有独特结构和优异性能的新型多孔材料。

它们由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键自组装而成,形成具有周期性网络结构的多孔晶体。

这类材料结合了无机材料和有机材料的优点,不仅具有高度的结构可调性和功能性,而且在气体吸附与分离、催化、传感、药物传输等领域展现出广阔的应用前景。

有机多骨架材料则是由有机分子或有机基团构成的具有多孔结构的材料。

与金属—有机骨架材料相比,有机多骨架材料具有更好的生物相容性和可降解性,因此在生物医药领域具有潜在的应用价值。

《单-双金属有机框架MOF-74(Zn、Mg、Mn)CO2的吸附性能研究》范文

《单-双金属有机框架MOF-74(Zn、Mg、Mn)CO2的吸附性能研究》范文

《单-双金属有机框架MOF-74(Zn、Mg、Mn)CO2的吸附性能研究》篇一单-双金属有机框架MOF-74(Zn、Mg、Mn)CO2的吸附性能研究单/双金属有机框架MOF-74(Zn、Mg、Mn)对CO2吸附性能的研究一、引言随着全球气候变化问题日益严峻,碳减排和碳捕获技术的研究显得尤为重要。

单/双金属有机框架(MOF)材料因其具有高比表面积、可调的孔径和化学性质,被广泛用于气体吸附和分离领域。

其中,MOF-74系列材料以其优异的CO2吸附性能备受关注。

本文以MOF-74(Zn、Mg、Mn)为研究对象,探究其在CO2吸附性能方面的特点和机制。

二、MOF-74的结构特点MOF-74是一种具有三维多孔结构的有机金属框架材料,其结构特点主要由金属离子与有机配体的配位作用形成。

Zn、Mg、Mn等金属离子的引入可以调整其孔径大小、形状及化学性质。

这些金属离子与有机配体之间的配位键具有可调性,使得MOF-74具有良好的结构稳定性和气体吸附性能。

三、实验方法本实验采用合成法制备了单/双金属有机框架MOF-74(Zn、Mg、Mn),并对其CO2吸附性能进行了研究。

首先,通过优化合成条件,制备出高质量的MOF-74样品。

然后,利用气体吸附仪对样品进行CO2吸附性能测试。

最后,通过X射线衍射、扫描电镜等手段对样品进行结构表征和性能分析。

四、结果与讨论4.1 CO2吸附性能实验结果表明,MOF-74(Zn、Mg、Mn)均具有良好的CO2吸附性能。

在相同的条件下,双金属MOF-74的CO2吸附能力高于单金属MOF-74。

这可能是由于双金属框架具有更多的活性位点和更优的孔隙结构,有利于CO2分子的吸附和扩散。

此外,不同金属离子的引入也会影响MOF-74的CO2吸附性能。

4.2 结构与性能关系通过X射线衍射和扫描电镜等手段对MOF-74样品进行结构表征,发现不同金属离子的引入会改变其晶体结构和形貌。

这些变化会影响其孔径大小、形状和化学性质,从而影响其CO2吸附性能。

双金属mof半转化

双金属mof半转化

双金属mof半转化双金属MOF(金属有机框架)是一类具有特殊结构和性质的材料,在化学、催化和气体存储等领域具有广泛的应用潜力。

"半转化"这一概念在MOF研究中是一个重要的概念,指的是材料在一定条件下经历从一种结构到另一种结构的变化,但在转化过程中仍然保留部分原始结构的特点。

以下是关于双金属MOF半转化的详细介绍:1.双金属MOF的构成:双金属MOF是由两种不同金属离子与有机配体组装而成的晶体结构,形成了多孔的骨架。

例如,ZIF-8(金属有机框架-8)是一种常见的双金属MOF,由锌离子和2-甲基咪唑配体组成。

2.半转化现象:双金属MOF的半转化是指在一定条件下,MOF的结构会发生部分改变,但仍保留原始结构的一些特征。

这种变化可以是晶格的构象变化、金属离子的位置移动等。

例如,双金属MOF在吸附气体分子时,晶格可能会发生略微的改变,以适应吸附分子的尺寸和形状。

3.半转化的机理:双金属MOF的半转化通常涉及金属-有机配体之间的相互作用。

在吸附、解吸等过程中,金属离子与配体之间的键合状态可能发生变化,从而导致部分结构的改变。

这些相互作用可以是金属配位键、氢键等。

4.应用领域:双金属MOF的半转化现象在气体吸附、分离和催化等领域具有潜在应用。

例如,当吸附分子与MOF发生相互作用时,半转化现象可以增强分子的吸附能力,提高气体分离效率。

此外,在催化反应中,半转化现象也可以调控催化剂的活性和选择性。

5.实验方法和表征:研究双金属MOF的半转化通常需要使用多种实验方法来表征结构的变化,如X射线衍射(XRD)、核磁共振(NMR)、原位吸附等。

这些方法可以揭示半转化现象的机理和特点。

总之,双金属MOF作为一种特殊结构的材料,在半转化现象方面具有独特的特点和应用潜力。

通过研究双金属MOF的半转化,可以深入理解其结构性质和相互作用,为其在催化、分离等领域的应用提供有益的指导。

《挤压铸造制备铜-铝双金属构件关键技术及组织性能研究》范文

《挤压铸造制备铜-铝双金属构件关键技术及组织性能研究》范文

《挤压铸造制备铜-铝双金属构件关键技术及组织性能研究》篇一挤压铸造制备铜-铝双金属构件关键技术及组织性能研究摘要本文着重研究了挤压铸造技术在制备铜/铝双金属构件中的应用,分析了其关键技术及其对组织性能的影响。

通过实验与理论分析相结合的方式,深入探讨了双金属构件的制备工艺、微观组织结构及其力学性能,为挤压铸造技术的进一步应用提供了理论依据和实践指导。

一、引言随着现代工业的快速发展,铜/铝双金属构件因其优异的导电、导热性能及轻量化特点,在电子、汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。

挤压铸造作为一种近净成形技术,具有生产效率高、成本低、组织致密等优点,成为制备双金属构件的重要方法。

本文旨在研究挤压铸造制备铜/铝双金属构件的关键技术及其组织性能,以期为实际生产提供理论支持。

二、挤压铸造制备铜/铝双金属构件的关键技术1. 材料选择与预处理选择合适的铜、铝合金材料是制备双金属构件的首要步骤。

材料需进行严格的成分控制和预处理,包括除杂、熔炼、均匀化退火等,以保证材料的纯度和性能。

2. 模具设计与制造模具是挤压铸造的关键设备之一。

合理的设计模具结构、选择模具材料及热处理工艺,对于保证双金属构件的成型质量和生产效率至关重要。

3. 挤压铸造工艺参数挤压铸造过程中,压力、温度、速度等工艺参数对双金属构件的组织性能具有重要影响。

通过实验和模拟,确定最佳的工艺参数组合,是实现高质量双金属构件制备的关键。

三、组织性能研究1. 微观组织结构分析通过金相显微镜、扫描电镜等手段,观察铜/铝双金属构件的微观组织结构,分析其晶粒大小、分布及相的组成,为性能研究提供基础。

2. 力学性能测试对双金属构件进行拉伸、压缩、硬度等力学性能测试,评估其强度、塑性及韧性等指标,了解其在实际应用中的性能表现。

3. 耐腐蚀性能研究铜/铝双金属构件在特定环境下可能面临腐蚀问题。

通过盐雾试验、电化学腐蚀等方法,研究其耐腐蚀性能,为其在实际应用中的选材和防护提供依据。

金属有机骨架材料的合成与应用文献综述

金属有机骨架材料的合成与应用文献综述

金属有机骨架材料的合成与应用文献综述金属有机骨架材料的合成与应用摘要:近年来,金属有机骨架材料受到科学家们的高度关注,使得它成为新功能材料研究领域的热点。

本文从金属有机骨架材料的合成、影响因素、存在问题等方面进行了阐述,并对这种新型多功能材料的应用方面作了展望。

关键字:1. 引言金属有机多孔骨架化合物(MetaI-Organic FrameWOrkS , MoFS是近十年来学术界广泛重视的一类新型多孔材料。

MOF是一种类似于沸石的新型纳米多孔材料, 但又有别于沸石分子筛。

它们的热稳定性不及无机骨架微孔材料,因此在传统的高温催化方面的应用受到限制,但在一些非传统领域,如非线性光学材料、磁性材料、超导材料和储氢材料等新材料方面的应用前景正在逐步被开发出来。

金属有机多孔骨架化合物,又称为金属有机配位聚合物,它是由含氧、氮等的多齿有机配体(大多是芳香多羧酸)与过渡金属离子自组装而成的配位聚合物。

在构筑金属有机多孔骨架时,有机配体选择起着关键性的作用。

目前 , 已经有大量的金属有机骨架材料被合成 , 主要是以含羧基有机阴离子配体为主 , 或与含氮杂环有机中性配体共同使用。

这些金属有机骨架中多数都具有高的孔隙率和好的化学稳定性。

通过设计或选择一定的配体与金属离子组装得到了大量新颖结构的金属有机多孔骨架化合物。

也可以通过修饰有机配体,对这些聚合物的孔道的尺寸进行调控。

这种多孔材料的孔道大小、尺寸是多孔材料结构的最重要特征。

孔材料在许多领域有着广泛的应用,如微孔分子筛作为主要的催化材料、吸附分离材料和离子交换材料在石油加工、石油化工、精细化工以及日用化工中起着越来越重要的作用。

在高新技术应用领域,多孔材料也展现出良好的发展前景,如人们利用瓶中造船路线,在微孔分子筛孔道中制备染料复合体,为进一步研究固体微激光器提供基础;通过纳米化学反应路线技术,在微孔分子筛笼中制备 Cd4S4 纳米团簇或通过“ 嫁接” 或“ 锚装” 等方法组装具有特定功能与性质的复杂分子、配合物、簇合物、金属有机化合物、超分子、纳米态、齐聚体与高聚物等。

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双金属金属有机骨架材料的制备及性能研究进展元宁杜冰洁贾晓霞杨江峰李晋平太原理工大学化学化工学院精细化工研究所太原030024摘要金属有机骨架材料mofs具有拓扑结构的多样性和丰富的比表面积使其在催化和吸附领域具有潜在的应用价值
第 35卷 第 5期
应用化学
Vol.35Iss.5
2018年 5月 CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY May2018
第 5期
元宁等:双金属金属有机骨架材料的制备及性能研究进展
பைடு நூலகம்
501
鉴于今后应用中对双金属 MOFs特殊性能的需求,能稳定制备双金属 MOFs并找到其优异的性能 是今后应用的关键。根据双金属 MOFs的制备方法可将其分为两大类:一锅法和取代法。就目前的研究 进展而言,双金属 MOFs在气体吸附分离性能、选择催化性能、水热稳定性以及光电催化性能等方面均 优于单金属 MOFs。本文将重点介绍一锅法和取代合成双金属 MOFs,并对其结构的特点以及性能的提 升展开概述。
双金属金属有机骨架材料的制备及性能研究进展
元 宁 杜冰洁 贾晓霞 杨江峰 李晋平
(太原理工大学化学化工学院,精细化工研究所 太原 030024)
摘 要 金属有机骨架材料(MOFs)具有拓扑结构的多样性和丰富的比表面积,使其在催化和吸附领域具有 潜在的应用价值。双金属 MOFs具有两种金属中心,较之单金属 MOFs具有更加多元的催化活性位点和吸附 位点,因此吸附选择性、选择催 化 性 以 及 结 构 稳 定 性 等 均 得 到 了 提 升。本 文 就 如 何 制 备 性 能 优 异 的 双 金 属 MOFs材料,以及这种材料的结构特点、性能提升和应用前景展开了概述。 关键词 金属有机骨架材料(MOFs);双金属结构;一锅法;金属取代 中图分类号:O641.4 文献标识码:A 文章编号:10000518(2018)05050011 DOI:10.11944/j.issn.10000518.2018.05.170243
双金属 MOFs被广泛研究主要是由于它拥有以下单金属 MOFs不具备的优势:1)双金属 MOFs含有 两种金属活性位点,这有利于提高材料骨架结构的稳定性、催化活性、呼吸效应、发冷光效应以及材料的 磁性等[31];2)通过后交换(取代)的方法可以获得传统方法无法制备的 MOFs材料;3)通过交换金属离 子引入的配位不饱和度,可以提高 MOFs的气体吸附性能和催化性能[32];4)双金属 MOFs的性能可以根 据调节金属的比例进行设计调控,从而可以得到所需性能的 MOFs材料。
图 1 一锅法合成示意图[23] Fig.1 Syntheticschematicofonepotmethod[23]
但此法在一定程度上 也 有 所 限 制。例 如,不 同 金 属 离 子 在 相 同 配 位 情 况 下 具 有 不 同 的 配 位 速 率[35];同 样 地,像 羧 酸 类 的 有 机 配 体,在 不 同 的 反 应 条 件 或 配 位 条 件 下 它 也 会 具 有 不 同 的 配 位 模 式[3637]。因此,一锅法合成双金属 MOFs对诸如反应温度、反应物浓度、所用的溶剂以及所用的模板剂 有严格的要求,一旦反应环境有所改变就会导致产物的明显差异,还会导致合成的是混合相而非双金属 MOFs。因此,这种自组装形成双金属 MOFs的过程中寻找合适的反应条件来合理控制最终产物是非常 不容易的。 1.2 同价态双金属 MOFs的制备及性能提升
20170711收稿,20170829修回,20170930接受 国家自然科学基金项目(21676175) 通讯联系人:杨江峰,副教授;Tel/Fax:03516010908;Email:yangjiangfeng@tyut.edu.cn;研究方向:金属有机骨架材料(MOFs)的合 成、改性及气体吸附分离研究
MCMOFs可以分为两大类:多配体 MOFs[2427]和多金属中心 MOFs[2830]。相比于单金属 MOFs,多金 属 MOFs表现出了独特并丰富的性能,并且金属组分越多,越易展现出更多的特殊性质。例如:双金属 MIL100(FeMn)对 NOx合成 NH3有很好的催化性能,在 260℃时 NOx的转化率可以达到 96%,这是单 金属 MIL100(Fe)和 MIL100(Mn)均实现不了的[28];基于不同 Zn/Co的双金属材料 BMZIFs为模板高 温煅烧得到的多孔碳材料能够有效结合 ZIF8和 ZIF67各自碳化产物的优势,性能优于 Pt/C及几乎所 有 MOFs基碳电极材料,使得 MOFs在电极材料的发展上有了突破[29];MOF74Mg是目前报道的 CO2吸 附性能最好的单金属 MOF,而双金属 Mg2VDHBDC在相同条件下吸附量超过了 MOF74Mg,但吸附热 却不足其一半,是目前发现的 CO2吸附性能最好的 MOF材料,为实现经济高效地吸附分离气体做出了 贡献[30]。由此,双金属 MOFs的引入,为 MOFs材料的研究提供了更多的发展空间。
1 双金属 MOFs的一锅法制备及性能特点
1.1 一锅法 通常采用的一锅法是将金属离子和有机配体加入到特定的溶剂体系中[33]通过溶解热法,或超声辅
助、微波辅助、蒸汽辅助[34]等进行合成,属于典型的自组装过程,合成过程如图 1所示[23]。这种方法操 作简单,根据加入的金属离子的浓度差别可以控制双金属 MOFs中不同金属的含量,在两种金属均匀分 布的同时也可以较好地保持晶体结构的完整性,减少了双金属 MOFs出现晶体缺陷的可能性。
近年来,金属有机骨架材料(metalorganicframeworks,MOFs)作为一种有机无机杂化的多孔材料受 到了广泛关注,成为新材料领域的研究热点与前沿之一。其巨大的比表面积、高的孔隙率和丰富的结构 类型 [15],使其在多个领域 都 具 有 潜 在 的 应 用 价 值,例 如:气 体 吸 附 储 存 [69]、分 离 [8,1012]、传 感 [13]、纳 米 流体[1415]、催化[1618]、水吸附[19]、有毒气体消除[20]以及能源储存[21]等。然而,结构的不稳定性以及对水 分子敏感等缺陷制约着 MOFs的发展和应用[22]。因此,对传统 MOFs进行功能化改性以提高材料的性 能和稳定性是今后研究的趋势。MOFs材料主要由芳香酸、氮杂环等有机配体,通过配位键与无机金属 中心杂化配位来得到,这种自组装的形成方式为 MOFs的改性提供了很多种可能。为了增加 MOFs结构 的稳定性以 及 性 能 的 多 样 性,混 合 成 分 MOFs(MixedcomponentMOFs,MCMOFs)开 始 被 研 究 者 关 注[23]。
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