基于MOF多級孔材料的設計合成及應用研究.pdf

1、金屬有機骨架(MOFs)材料作為新型多孔材料，憑借其在氣體儲存、離子交換、化學催化和非線性光學材料等方面的潛在應用，而備受材料科學家的關注。為廣泛地合成介孔MOFs，我們以MOF納米粒子作為構筑單元成功地制備出一系列晶間孔主導的介孔MOFs(Interparticle porosity dominated mesoMOFs,IPD-mesoMOFs)。這些IPD-mesoMOFs所基于的MOF類型是MIL-100，MIL-53和MIL-

2、110，被分別命名為IPD-mesoMOF-1，-2和-9。IPD-mesoMOFs與無機介孔材料相比具有可調節(jié)的介孔、較高的比表面積和更大的孔體積。此外，大尺寸的介孔孔徑以及其介孔壁上豐富的羧基殘基，使得IPD-mesoMOFs系列材料不僅可以用于吸附無機、有機分子，還可以吸附固定化像血紅蛋白這樣的天然有機大分子。
　　論文主要包括三方面研究內容:
　　1.IPD-mesoMOF-1(Fe，Al)（基于MIL-100(Fe

3、，Al))、IPD-mesoMOF-2(基于MIL-53(Al))、IPD-mesoMOF-9(基于MIL-110(Al))的合成與表征。通過調節(jié)納米粒子的堆積密度，合成出了一系列IPD-mesoMOF-1，-2和-9多晶。該系列材料均經過X-射線粉末衍射、掃描電子顯微鏡、紅外光譜、熱重-差熱和氮氣吸附表征。
　　2.IPD-mesoMOFs對汽油脫硫的應用研究:IPD-mesoMOFs對汽油中的不同種含硫雜環(huán)化合物—噻吩，二苯并

4、噻吩和苯并噻吩的吸附實驗結果表明，IPD-mesoMOFs對雜環(huán)化合物的吸附符合Langmuir單層吸附模型。IPD-mesoMOFs對含硫雜環(huán)化合物（噻吩除外）具有較強的吸附能力，所有的IPD-mesoMOFs中以IPD-mesoMOF-2的吸附能力最強。
　　3.IPD-mesoMOFs固定天然蛋白質的研究:因IPD-mesoMOFs的孔壁上有殘余的羧基基團，所以IPD-mesoMOFs不需加修飾可以直接用于天然蛋白質固定化。