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金属有机骨架材料[C(NH2)3][M(HCOO)3]的制备和表征及相变研究开题报告

 2020-02-10 10:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

金属有机骨架材料(metal-organicframeworks, mofs), 也称为金属有机框架材料、多孔配位聚合物(porouscoordination polymer, pcp)或“软沸石”,是由金属离子或离子簇与多齿有机配体通过配位键桥连自组装配位而成的具有周期性网络结构的新型有机-无机杂化多孔固体材料,具有孔洞结构和无机-有机杂化特性,其性能多样并且可以调节,作为新型的功能材料、磁性材料、电子信息材料、生物医药材料和新能源材料,在催化、气体储存、分离、药物传送、传感器、电子器件、光学器件、新能源电池、去除环境中的重金属[1]、储氢材料[2]等方面具有广阔的应用前景,是近年来新材料研究的热点与前沿方向。金属有机骨架材料的研究对于社会、健康、安全、成本以及环境等具有重要的影响。

mofs与传统的多孔材料沸石分子筛一样,具有规整的孔道及相似的拓扑结构,但mofs材料在性能上表现出明显优势,例如,高达7000 m2 /g的超高比表面积、可调控的孔径尺寸及可修饰的孔道表面等。

传统合成方法制备的沸石分子筛与mofs主要以粉末的形态存在,而粉体在实际应用过程中存在易产生粉尘污染、不易回收等问题。目前,工业上主要在沸石粉末中添加黏结剂,通过一定的模具挤压形成柱状或球形,干燥后通过高温煅烧使得黏合剂和沸石晶体结构连接紧密。但是,多数mofs材料的热稳定性不如沸石分子筛,在高温焙烧的情况下,孔道结构易被破坏或受热分解,因此,工业上用于沸石成型的方法并不适用于mofs材料的成型,需开发新的mofs成型方法[3]。mofs成型不仅有利于mofs材料在实际应用中的重复使用和回收,还可以拓宽mofs材料的应用范围。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1)通过扩散法制备[c(nh2)3][m(choo)3];

2)利用x射线衍射、红外光谱和拉曼光谱进行结构表征;

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-7周:通过扩散法制备[c(nh2)3][m(hcoo)3]。

第8-11周:利用x射线衍射、红外光谱和拉曼光谱进行结构表征,通过磁性性能测试研究其相转变。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]wen j, fang y, zeng g m.progress and prospect of adsorptive removal of heavy metal ions from aqueoussolution using metal–organic frameworks: a review of studies from the lastdecade[j]. chemosphere, 2018, 201: 627-643.

[2]salles f, jobic h, mauring, et al. experimental evidence supported by simulations of a very high h2 diffusion in metal organic framework materials[j]. physical review letters.2008, 100, (24):245901.

[3]张迎亚,张利雄.金属有机骨架材料成型的研究进展[j].南京工业大学学报(自然科学版), 2018, 40(06):124-130.

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