【摘 要】
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金属有机骨架(MOFs)材料由于具有大的比表面积、规整并且可调控的(亚)纳米级孔道,可裁剪的表面化学,易功能化等性质,在气体存储,小分子分离、异相催化、化学传感、药物传递等
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金属有机骨架(MOFs)材料由于具有大的比表面积、规整并且可调控的(亚)纳米级孔道,可裁剪的表面化学,易功能化等性质,在气体存储,小分子分离、异相催化、化学传感、药物传递等领域展现出巨大的应用前景。近年来,除采用金属盐做原料合成MOFs晶体外,以氧化物为前躯体通过其自身溶解提供金属离子的自牺牲模板法也被广泛报道,通过改变氧化物的形貌,可得到棒状、球状、或薄膜状的MOFs复合材料,该方法不仅可用传统的溶剂热法合成,也可将配体变为气相,利用气相合成法实现。本论文中,我们以氧化锌纳米球为前躯体,通过调节合成条件及前躯体的尺寸,成功合成了具有单晶结构的Zn O@ZIFs复合材料,并结合溶剂热合成和气相合成法,提出了一种氧化物合成MOFs材料的新方法-溶剂辅助气相合成法。相关研究从以下三个方面展开:(1)选择Zn O纳米球做模板,通过调控溶剂比例、配体浓度、Zn O尺寸等条件,最终得到了具有单晶的结构的Zn O@ZIF-8复合物,通过多种表征手段对其结构和生长过程进行了细致的研究,并探讨了实验条件对单晶复合物形成的影响。(2)参照Zn O@ZIF-8的合成条件,选择了另外两种配体4,5-二氯咪唑和苯并咪唑用来合成具有单晶结构的Zn O@ZIF-71和Zn O@ZIF-7,扩展了氧化物自牺牲模板法合成MOFs单晶复合物的普适性。(3)以Zn O纳米棒,棒状钴的氢氧化物及片状氢氧化钴为前躯体,通过溶剂辅助气相合成法实现了氧化物向MOFs材料的转化,同时详细研究了溶剂、浓度、温度等条件对生成MOFs材料的影响。
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