微流法连续可控合成金属-有机框架材料(MOFs)的研究

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金属-有机框架材料(MOF)是一种新型的有机-无机自组装晶体材料,在多个领域具有潜在的应用前景。然而,现有的MOFs的合成方法不利于其规模化连续合成,制约了MOFs的实际应用。本研究开展了微流法连续合成MOFs材料的研究1-3。通过构建并完善微流连续合成装置,合成了HKUST-1、MOF-5和UiO-66等MOF晶体材料,通过调节反应尺寸和反应时间,考察了反应尺寸和反应时间对MOFs晶体粒径、形貌、孔结构和产率的影响。研究结果表明,随着管道尺寸和反应时间减小,合成的MOFs材料的尺寸和产率也随之变小。其最优时空产量可达417 kg·m-3·d-1,远优于水热条件合成(52 kg·m-3·d-1)。另外,通过改变反应条件,发现了由纳米微晶组装成的梯级孔MOF材料。进行该研究,不仅可了解微流反应条件对MOFs晶体生长的作用机理,实现了MOF材料高效可控的连续合成,而且发现了一种梯级孔MOF材料的新型合成方法。
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