金属有机骨架材料(MOFs)PPT精选文档

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MOFs简介PPT演示课件

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药物靶向
MOFs可以作为药物靶向载体,将药物定向输送到病变 部位,提高药物的靶向性和治疗效果。
04
mofs的前景
研究现状
国内外研究团队不 断壮大
基础研究与实际应 用探索并重
多样化的MOFs材料 合成和性质研究
发展趋势
新型MOFs材料探索与合成 MOFs材料在能源、环境、催化等领域的应用拓展
多学科交叉融合,推动MOFs材料发展
未来挑战
MOFs材料稳定性和可重复性 需要进一步提高
MOFs材料在实际应用中的效 率和性能仍需优化
需要加强多学科合作和产学研 转化
05
mofs的制备方法和改性
制备方法
溶剂热法
使用高温高压的反应釜,以有机溶剂作为反应介质,加热至一定 温度,使金属离子与有机配体相互作用形成MOFs。
气相沉积法
将金属前驱体和有机前驱体分别蒸发,在低温下相互碰撞,形成 MOFs薄膜。
01
MOFs是由金属离子或金属团簇作为节点,与多齿配体配位形
成的。
配位环境
02
MOFs中金属中心周围的配位环境通常由有机配体构成,这些
配体与金属中心形成各种几何构型。
网络结构
03
MOFs的网络结构由连接金属节点和有机配体的各种化学键合
构成,形成多孔三维结构。
化学特性
化学多样性
MOFs具有很高的化学多样性,可以通过改变金 属中心和有机配体来调节其化学性质。
制备与改性实例
1
通过溶剂热法制备了Cu-BTC MOFs,具有良好 的孔道结构和稳定性。
2
通过气相沉积法制备了MOF-5薄膜,具有良好 的透光性和化学稳定性。
3
通过溶液法制备了UiO-66 MOFs,具有较高的 比表面积和孔容。

金属有机骨架材料MOFs及其应用ppt课件.ppt

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• we choose MIL-101 as the stationary phase and xylene isomers and ethy-lbenzene (EB) as the targets for separation.
Gu, Z. Y. Yan, X. P. Angewandte Chemie-International Edition 49, 1477-1480 (2010)
Hydrogen Storage in Microporous rganic Frameworks
Rosi, N. L. Eckert, J. Eddaoudi, M. O'Keeffe, M.Yaghi, O. M. science 300, 1027-1029 (2003)
MOF-5的储氢性能
实验流程图
吸附性能
富集效果
105ppb
2030ppb
Metal–Organic Framework MIL-101 for HighResolution Gas-Chromatographic Separation of
Xylene Isomers and Ethylbenzene
• We show the first fabrication of the MOFcoated capillary column for high-resolution GC separation.
78K
298K
Rowsell, J. L. C. Spencer, E. C. Eckert, J. Yaghi, O. M. science 309, 1350-1354 (2005)
Metal Organic Frameworks as Adsorbents for Trapping and Preconcentration of Organic Phosphonates

金属有机骨架材料(MOFs)(课堂PPT)

金属有机骨架材料(MOFs)(课堂PPT)
9
Stability of metal–organic frameworks
ห้องสมุดไป่ตู้
1
Chemical stability
2
Thermal stability
3
Hydrothermal stability
4
Mechanical stability
10
1
Chemical stability
The greatest concerns for the improvement of MOF chemical stability have been largely related to liquid water and water vapour; accordingly, we focus on aqueous solutions. In most MOF structures, the chemical weak points are at the nodes — more specifically, the metal–linker bonds — with hydrolysis yielding a protonated linker and a hydroxide(or water) ligated node. Acidic solutions can accelerate the formation of the former, and basic solutions can accelerate the formation of the latter.
Framework catenation — more specifically, interpenetration or interweaving of networks — can enhance stability through favourable framework–framework interactions.

铁基金属有机骨架材料(Fe-MOFs)简介

铁基金属有机骨架材料(Fe-MOFs)简介

9
常见应用
储气
Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, 13, 5042–5046
精选可编辑ppt
J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 206–211 10
常见应用
储氢
J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 206–211
精选可编辑ppt
精选可编辑ppt
发展绿色简单MOF材料
展望
16
致谢
感谢老师和各位同学的聆听 欢迎批评指正!
精选可编辑ppt
17
共价键以及电子给体和受体之 强烈的荧光、变色和电化学信号
间的相互作用,与合适的客体
分子结合
Anal. Chem. 2015, 87, 10635−10641
精选可编辑ppt
15
总结与展望
尽可能多的暴露Fe活性位点
表面LAS多,传质能力好
强烈的荧光、变色和电化 学信号
总结
修饰基团,调节框架 结合电极材料,改善电导率
在有机溶剂和水中呈现良好的稳定性
Pearson酸 碱理论
Lewis酸 (Fe(III)) Lewis碱(有机配体)
Fe的优势
Fe自然界丰富的含量、Fe的低毒性 使其在各种MOF材料中脱颖而出。
精选可编辑ppt
4
材料的研究背景
Fe-MOF材料的种类
MIL系列
MOF-n系列
CID系列
PCN系列
精选可编辑ppt
精选可编辑ppt
8
主要合成方法
微波辐射加热法( Microwave Irradition)
原理
电荷分布不均的小分 子迅速吸收电磁波而使其 产生高速转动和碰撞,从 而极性分子随外电场变化 而摆动并产生热效应,使 反应物的温度在短时间内 迅速升高。

MOFs材料简介 ppt课件

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22
此外,金属-有机骨架材料在近几年兴起的其它发 展方向包括: 对映异构体选择性催化,后合成修饰, 纳米微孔内的聚合反应,及磁性材料等。作为一种 新型的多功能分子基材料,金属-有机骨架材料在 性质上的有机-无机杂化特性、结构上的有序性、 可裁剪性以及微孔性,在合成上,有机配体和无机 金属单元的无穷的组合,都将是MOFs的学术研究及 工业开发的动力源泉,不久的将来必将在材料领域 占有一席之地。
4
定义
MOFs 的命名最早由Yaghi 于1995 年提出
金属-有机骨架材料(metal organic frameworks, MOFs) 是由含氧或氮的有机金属配体与金属离子自组装而形 成的一类具有周期性网状结构的多孔配位聚合物。
Yaghi OM, Li G, Li H.[J]. Nature, 1995, 78: 703-706.
Zhu QL, Xu Q. [J]. Chem Soc Rev, 2014, 43: 5468-5512.
5
MOFs的特点
MOFs具有合成方法多样、比表面积大、孔道和 化学性质可调等优点。
由于其这些特点,该材料主要应用于催化、传 感、药物输送和分离分析等领域
Furukawa H, Cordova KE, [J]. Science, 2013, 341(6149): 1230444.
MOFs
1

定义
贰 种类与合成

应用

前沿进展
2
精品资料
• 你怎么称呼老师? • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点,你
是否会认为老师的教学方法需要改进? • 你所经历的课堂,是讲座式还是讨论式? • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒,也不怕那风雨狂,只怕先生骂我

金属有机骨架材料MOFsppt课件.pptx

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In recent years, the number and diversity of MOF structures have grown significantly, and many water-stable and thermally stable MOFs now exist, Enabling an exciting expansion of their application. Depending on the application envisaged, different functional stabilities e important.
Connectivity of Zr6 nodes in zirconiumbased metal–organic frameworks and
the associated carboxylate molecules
required to link nodes together.
2
Thermal stability
3 MOF stability in catalytic systems
The chemical (acid–base) stability of some representative metal–organic frameworks based on literature data. The bar length indicates the pH range that the metal–organic frameworks (MOFs) can tolerate. An arrow indicates that the MOF can withstand pH<0 or pH>14.
Some arrangements of linkers and connectors render MOFs more resistant to deformation and destruction than others. Some computational studies show that mechanical stability tends to be enhanced with shorter linkers. An important practical development that greatly reduces the mechanical performance requirements for MOFs in applications.

《MOFs材料介绍》课件

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MOFs材料在传感器方面的研究进展
要点一
总结词
要点二
详细描述
MOFs材料在传感器领域的应用不断拓展,为检测气体、 生物分子等提供了高灵敏度和选择性的检测方法。
由于MOFs材料的孔径和孔容可调,以及具有丰富的功能 基团,它们在传感器领域的应用逐渐受到关注。科研人员 将MOFs材料应用于气体传感器、生物传感器和化学传感 器等领域,实现了对气体、生物分子等的高灵敏度和选择 性检测。这些传感器在环境监测、食品安全、医疗诊断等 领域具有广泛的应用前景。
MOFs材料在催化反应领域的研究进展
总结词
MOFs材料在催化反应领域展现出优良的催化性能和 反应选择性,为工业催化过程提供了新的可能性。
详细描述
MOFs材料的多孔性和可调变性使其成为一种理想的 催化剂载体。科研人员通过将金属或金属氧化物纳米 粒子嵌入到MOFs框架中,制备出具有高活性和选择 性的催化剂。这些催化剂在加氢、氧化、烷基化等反 应中表现出优异的性能,有望替代传统的催化剂,降 低工业生产过程中的能耗和污染物排放。
气候变化研究
利用MOFs材料的孔径可调性和结 构多样性,研究气候变化过程中 气体的吸附和扩散行为,为气候 变化研究提供有力支持。
01
MOFs材料的研究 进展
MOFs材料在气体储存和分离方面的研究进展
总结词
MOFs材料在气体储存和分离领域的研究不 断取得突破,具有高吸附容量和选择性的优 点。
详细描述
微波辅助法
总结词
利用微波能量加速前驱体的反应以合成 MOFs材料。
VS
详细描述
微波辅助法是利用微波的快速加热作用, 加速前驱体的反应速度,从而合成MOFs 材料。该方法操作简便,反应速度快,但 需要使用微波仪器,且对某些前驱体可能 存在不稳定性问题。

金属有机骨架材料(MOF)的分类课件

金属有机骨架材料(MOF)的分类课件

要点二
详细描述
为了拓展MOFs的应用领域,提高其功能化程度至关重要 。目前,研究者们正在致力于开发具有特定功能的MOFs ,如催化、吸附、光学等,以满足不同领域的需求。同时 ,还需要深入研究MOFs的功能化机制,为其未来的发展 提供理论支持。
中度功能化MOFs
功能化程度适中,适用于中等复杂吸附和分离。
高度功能化MOFs
功能化程度较高,适用于复杂吸附和分离以及催化反应等应用。
03
MOFs的应用领域
气体储存和分离
由于MOFs具有高比表面积和可调的孔径,它们被广泛应用于气体储存和分离领 域。
MOFs可以用于储存氢气、甲烷等清洁能源气体,提高能源的储存密度。同时, MOFs也可以用于分离工业气体,如二氧化碳、乙烯等,提高产品的纯度。
催化反应
MOFs具有高比表面积和可调的孔径,可以作为催化剂的载 体,提高催化反应的效率和选择性。
MOFs可以用于催化有机反应、光催化反应和电化学反应等 ,如烷基化反应、氧化反应和加氢反应等。这些反应在化工 、制药和新能源等领域具有广泛的应用前景。
药物传递和释放
MOFs具有可调的孔径和结构,可以用于药物传递和释放 ,实现药物的精准控制。
孔径大小类型MOFs的特点
大孔径MOFs
孔径大于10 Å,适用于大 分子物质的吸附和分离。
中孔径MOFs
孔径在5-10 Å之间,适用 于中小分子物质的吸附和 分离。
小孔径MOFs
孔径小于5 Å,适用于小分 子物质的吸附和分离。
功能化程度类型MOFs的特点
低度功能化MOFs
功能化程度较低,适用于简单吸附和分离。
拓扑结构类型MOFs的特点
八面体型
以八面体作为基本结构单元,形成的 MOFs具有较高的比表面积和孔容, 适用于气体储存和分离。

金属有机骨架材料MOFs及其应用课件

金属有机骨架材料MOFs及其应用课件
详细描述
MOFs可以用于制造光电器件、光学 传感器、光子晶体等光学器件。这些 器件在光通信、显示技术等领域有广 泛应用。
03
MOFs的挑战与前景
稳定性问题
01
热稳定性
MOFs在高温下容易分解,影响 其在实际应用中的持久性和稳定 性。
02
03
化学稳定性
水稳定性
MOFs对某些化学物质的稳定性 较差,容易与某些气体或液体发 生反应,导致结构破坏。
多功能性探索
总结词
未来研究将进一步挖掘MOFs的多功能性,拓展 其在能源、环境等领域的应用。
总结词
探索MOFs在光电转换、传感器和生物医学等领 域的应用潜力。
ABCD
详细描述
利用MOFs的孔道和活性位点,开发其在气体存 储、分离、催化等方面的多功能性。
详细描述
利用MOFs的优异性能,开发其在太阳能电池、 生物成像和药物传递等方面的应用。
药物载体设计与应用
药物载体设计
MOFs具有可调的孔径和结构,可以作为药物载体用于 药物输送。通过优化MOFs的结构和性质,可以实现药 物的控释、靶向输送和高效释放。
药物应用
利用MOFs作为药物载体,可以实现药物的定向输送和 局部浓集,提高药物的疗效并降低副作用。同时, MOFs还可以用于药物的储存和保护,提高药物的稳定 性。
MOFs在水环境中容易发生水解 或水合作用,影响其性能和稳定 性。
孔径调控与功能性
孔径调控
通过改变配体和金属离子,可以调控MOFs的孔径大小,实现对特定分子的吸附和分离 。
功能性
通过引入功能性基团或与其他材料复合,赋予MOFs新的功能,如催化、传感、发光等 。
规模化制备与成本
规模化制备

金属有机骨架材料MOF的分类ppt课件

金属有机骨架材料MOF的分类ppt课件

ZIF材料
ZIF,即类沸石咪唑酯骨架材料,是利用Zn(Ⅱ)或Co(Ⅱ)与咪唑配体反应,合成出的类沸石结构的MOF材料。
Bo Wang, Adrien P. Coˆte´, Hiroyasu Furukawa, Michael O’Keeffe& Omar M. Yaghi. Nature, 2008,(453)207.
18
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Conclusions
The CH4 adsorption isotherms for four different initial structures of ZIF-8 at 298 K have been computed using GCMC simulations with the proposed force field adsorption isotherms for four gases such as CH4, H2, CO2 and N2 at different temperatures were computed using GCMC simulation and were found to be in a good agreement with the experimental data.
CPL系列材料
CPL材料的结构由六配位金属元素与中性的含氮杂环类的2,2’-联吡啶、4,4’-联吡啶、苯酚等配体配位而成。 其中的四个配位位置是金属和吡嗪类羧酸配体链接而成的二维平面结构,剩下的两个位置是金属与线形二 齿有机配体配位形成。
Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, No. 1-2,140-143
The methane molecule using the Transferable Potentials for Phase Equilibria United Atom (TraPPE-UA) force field, in which CH4 is modeled as a single, uncharged LJ sphere located on the carbon atom. For the ZIF atoms, we use LJ parameters taken from the Optimized Potentials for Liquid Simulations All Atom (OPLSAA) force field, UFF for Zn. GCMC →Complex Chemical Systems (MCCCS) Towhee program. Binding energies → Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (LAMMPS)

金属有机框架

金属有机框架

19
Thank you!
20
Shekhah, O. Materials, 2010, 3, 1302–1315 Shekhah, O. et al. Nat. Mater., 2009, 8, 481-484
Suppress the interpenetration MOFs on functionalized organic surface(SURMOF)
Conclusion & Comparison
methods Advantages & Disadvantages Simple Time consuming •Sensitive to synthetic conditions Efficient Oriented, pattered and multi-layer growth Mechanically robust Time saving Growth and functionalization achieved simultaneously Realized 3D growth Controlled and highly oriented growth Interpenetration suppressed Complex
Falcaro, P. et al. Nat. Commun., 2011, 2, 237
12
Liquid-phase epitaxy
Interpenetrated networks reduce the pore size and the available space within the MOFs Lead to the collapse of the network on solvent removal

奇妙的金属有机骨架材料PPT课件

奇妙的金属有机骨架材料PPT课件
02
MOFs具有高比表面积、高孔隙 率、可调的孔径和功能性强的特 点,在气体储存、分离、催化等 领域具有广泛的应用前景。
研究背景
随着能源和环境问题的日益严重,对 高效、低成本的气体储存和分离技术 的需求不断增加。
MOFs作为一种新型多孔材料,在气 体吸附和分离领域具有巨大的应用潜 力,成为当前研究的热点。
智能化发展
探索金属有机骨架材料的智能 化应用,如传感器、存储器等

07 结论
研究成果总结
结构多样性
金属有机骨架材料(MOFs)具有高度可调的孔径和结构, 这使得它们在气体储存、分离和催化等领域具有广泛的应用。
高比表面积
MOFs具有极高的比表面积,这意味着它们具有更大的表 面活性位点,有利于反应物的吸附和催化反应的进行。
详细描述
根据节点金属和有机配体的不同,MOFs可分为多种类型,如基于Zn、Cu、Co等金属的MOFs。合成 方法通常是在一定温度和压力下,将金属盐和有机配体在溶剂中加热反应,生成MOFs晶体。此外, 还有气相沉积法、电化学法等合成方法。
应用领域与前景
总结词
MOFs在气体储存、分离、催化等领域具 有广泛的应用前景,未来发展方向包括 提高材料稳定性、实现规模化应用和拓 展应用领域等。
在药物传递与生物医学方面的应用
总结词
精准、高效
详细描述
金属有机骨架材料可以作为药物载体,实现 药物的精准传递和释放。它们能够控制药物 释放的速度和部位,提高药物的生物利用度
和治疗效果。
在光电领域的应用
总结词
高性能、多功能
详细描述
金属有机骨架材料具有优异的光电性能和可调的电子结 构,可应用于太阳能电池、发光二极管和光电探测器等 领域。它们能够提高器件的效率和稳定性,并实现多功 能集成。

MOFPPT课件

MOFPPT课件

Shaped bodies made from MOF materials
MOF-5, Zn4O(BDC)3 M.OF-177, Zn4O(BTB)3
.
Yaghi, O.M., J. Am. Chem. Soc., 2008,130, 11580 .
.
A large series of isoreticular metal-organic (IRMOFs) were produced by Yaghi group .
奇妙的金属有机骨架材料
Magic Metal-Organic Frameworks
.
环境污染与能源危机
温室气体效应
根据联合国政府间气候变化专 门 委 员 会 ( IPCC ) 规 定 , 目 前由人类活动引起的大量聚集 在大气中的温室气体主要是二 氧化碳、甲烷、一氧化氮、六 氟化硫和两组工业气体氢氟烃 (HFCs)和全氟烃(PFCs)
能用作传感器、缓 释药品的给药载体。
能用作发光材料、 磁性材料。
能将存储功能与催化作用结合,将捕获的二氧化碳转化为有 用的燃料如甲醇,能用作车载储氢材料
.
国际能源暑(IEA)提出 的氢能源实用化的目标:
质量储氢率5%,体积储 氢率50g/L,
美国能源部(DOE)提出的 氢能源实用化的目标:
质量储氢率6.5%,体积储氢 率62g/L,车用储氢能力3.1kg
Secondary building units (SBUs) a, the squre “paddlewheel” cluster. b, the octahedral “basic zinc acetate” cluster. c, the trigonal prismatic oxo-centered trimer.

金属有机框架(MOFs)的合成和应用25页PPT

金属有机框架(MOFs)的合成和应用25页PPT
金属有机框架(MOFs)的合成和应用
36、“不可能”这个字(法语是一个字 ),只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气,不要看破要突 破,不 要嫉妒 要欣赏 ,不要 托延要 积极, 不要心 动要行 动。 38、勤奋,机会,乐观是成功的三要 素。(注 意:传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素,但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出,乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言,没有不变的承 诺,踏 上旅途 ,义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人, 决不会 坚韧勤 勉。

26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭

27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰

28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子
▪ห้องสมุดไป่ตู้
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇

30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢!
25
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Although there is no standard method for assessing the stability of MOFs in acidic, basic or neutral solutions, it is often judged by comparing the powder Xray diffraction (PXRD) pattern of a MOF before and after soaking it in a given aqueous solution.
7
2
Stability of metal–organic frameworks
8
Stability is defined as resistance of the structure to degradation. However, another possible definition is thermodynamic in origin: many functionally stable MOFs (as well as zeolites) are thermodynamically unstable with respect to alternative — typically, denser — polymorphs. An active area of MOF research is the development of routes to thermodynamically unstable, but functionally stable, polymorphs.
Metaembers:Cao Chang Fu Chu Xian
Reporter: Du Meng Yuan
1
Published on Nature Reviews Materials
2
CONTENTS
1 Introduction
2 Stability of metal–organic frameworks
5
MOFs are composed of metal nodes and organic linkers that can be systematically tuned in terms of chemical composition and precise arrangement— an attribute that differs from purely inorganic zeolites,which consist largely of silicon or aluminium ions linked by oxygen atoms.
3 MOF stability in catalytic systems
4 Future perspectives
3
1
Introduction
4
Metal–organic frameworks (MOFs) are a scientifically compelling and functionally evolving class of meso-, micro- and ultramicroporous materials. MOF structures encompass dozens of topologies, including several, such as sodalite and Rho, that are also well known for zeolites. MOFs have been explored for many applications including, but not limited to, gas storage and release, chemical separations, drug delivery, catalysis, light harvesting and energy conversion, and, recently, the degradation of toxic substances such as chemical warfare agents
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Stability of metal–organic frameworks
1
Chemical stability
2
Thermal stability
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Hydrothermal stability
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Mechanical stability
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1
Chemical stability
The greatest concerns for the improvement of MOF chemical stability have been largely related to liquid water and water vapour; accordingly, we focus on aqueous solutions. In most MOF structures, the chemical weak points are at the nodes — more specifically, the metal–linker bonds — with hydrolysis yielding a protonated linker and a hydroxide(or water) ligated node. Acidic solutions can accelerate the formation of the former, and basic solutions can accelerate the formation of the latter.
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In recent years, the number and diversity of MOF structures have grown significantly, and many water-stable and thermally stable MOFs now exist, Enabling an exciting expansion of their application. Depending on the application envisaged, different functional stabilities are important.
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