綠色溶劑體系構(gòu)筑多級(jí)孔結(jié)構(gòu)鈷、鐵MOF及其儲(chǔ)能性能的研究.pdf

1、有機(jī)金屬框架（MOF）是由金屬離子和配體通過配位鍵鏈接而組裝的結(jié)晶性無機(jī)-有機(jī)雜化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由于其高度有序的框架所展現(xiàn)的永久的多孔性，引起了人們廣泛的關(guān)注。MOF材料具有很高的內(nèi)部表面積和低的晶體密度，在許多的領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用潛力，例如分子分離和傳感器。然而大部分的MOF被歸結(jié)為微孔型（<2 nm），低效率的質(zhì)量傳輸使得MOF的研究領(lǐng)域局限在小分子的分離和轉(zhuǎn)變，因此，擴(kuò)展 MOF材料的孔尺寸到介孔范圍（2-50 nm）能夠拓展其受限的

2、應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是解決了MOF材料應(yīng)用在能源儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換方面的障礙。
　　超臨界二氧化碳（SC CO2）和離子液體（ILs）是非常規(guī)的綠色溶劑，常被應(yīng)用于新材料的合成過程中。SC CO2具有低粘度，低毒性，低成本和高擴(kuò)散性的性質(zhì)。ILs可以溶解無機(jī)和有機(jī)化合物，其化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性都很高，而且可以通過設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)來滿足不同的需求狀態(tài)?？紤]到ILs的可調(diào)性，在超臨界二氧化碳的協(xié)助下，制備多級(jí)孔結(jié)構(gòu)以及協(xié)助MOF材料可控自組裝是一個(gè)重要的

3、研究領(lǐng)域。本文的工作是以SC CO2的輔助擴(kuò)孔作用和MOF材料的電化學(xué)性能作為切入點(diǎn)，主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究：
　?。?）SC CO2輔助制備具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的鈷MOF(Co-MOF)及其電化學(xué)性能的研究
　　在IL/SC CO2/表面活性劑乳濁化體系中，通過原位聚合制備了具有微孔-介孔-大孔多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的Co-MOF。通過 TEM和SEM圖片可以發(fā)現(xiàn)微孔-介孔Co-MOF球形基本單元相互連接在一起進(jìn)一步構(gòu)建了大孔，通過氮

4、氣吸附脫附和紅外光譜表征我們分析了所制備 Co-MOF材料的孔結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)，并且進(jìn)一步探討了其形成的機(jī)理。Co-MOF材料的球形基本單元的尺寸和上面含有的孔徑可以通過二氧化碳的壓力進(jìn)行控制。多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的Co-MOF材料與Co的氧化物相比表現(xiàn)出了優(yōu)異的比電容值和好的循環(huán)穩(wěn)定性，這是由于 Co-MOF材料自身的多孔性能和構(gòu)筑的永久性的框架所貢獻(xiàn)的。這也使得MOF材料在電化學(xué)器件中展現(xiàn)了很大的潛在應(yīng)用。
　?。?）單金屬M(fèi)OF和雙金屬