一、Comm Works为3G提供新方案(论文文献综述)
彭芳[1](2021)在《氧化钨纳米材料的气体传感特性及机理研究》文中研究指明氧化钨(WO3)是一种极其重要的n型氧化物半导体功能材料,其禁带宽度为2.4–2.8e V。WO3纳米材料一般以非化学计量相形式存在,体结构带有不同程度的氧空位和缺陷,这种特性可以促进材料表面的气体吸附和脱附,使得WO3纳米材料成为半导体气敏传感器重要的研究对象。在过去的几十年内,为了提高传感器的综合性能,科研工作者在调控和功能化WO3的纳米结构方面做了很多工作,但在WO3纳米材料探测气体的内在工作机理上却研究较少,而机理研究对指导综合性能优越的传感器的研制是必不可少的。本论文以WO3为主体材料,硫化氢(H2S)为目标探测气体,系统地探讨了WO3气敏探测器的研制,器件的气敏特性同气敏材料形貌、组分、氧空位,以及同器件异质结效应、协同机制之间的关系,进一步明确了WO3材料对H2S气体传感的工作机理。工作取得的主要结果体现在以下几方面。(1)在模板剂调控下,采用水热法合成了多种形貌的WO3纳米结构,并检测了不同形貌WO3材料对H2S气体的气敏特性。首先,确定了合成WO3材料的最佳生长条件。接着分别以功能化聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)、乙二胺四乙酸(EDTA)、氨水(NH3·H2O)、硫酸锂(Li2SO4)和四水硫酸锆(Zr(SO4)2·4(H2O))为模板剂,制备了尺寸均匀且形貌多样的WO3纳米材料。并且探究了模板剂种类和用量对WO3纳米材料形貌的调控和对器件性能的影响。此项研究为WO3纳米材料的可控合成和性能调控摸清了对应的工艺条件;(2)CuO与WO3的结合能够显着调控器件电阻从而加强对H2S气体的灵敏度。虽然很多研究人员已经开始关注基于CuO/WO3材料的敏感机理研究,然而仍有许多机理认知问题有待解决。本章我们首先系统探究了不同配比CuO/WO3复合材料对H2S气体的传感性能和机理,获得了现有实验条件下最优的Cu/W材料摩尔比。研究发现随着CuO/WO3复合物的Cu/W摩尔比从1:0减小到1:10时,器件从p型响应转变为n型响应,且p型响应减弱而n型响应加强。当Cu/W摩尔比为1:10时,CuO/WO3器件对H2S气体表现出最佳响应,在40℃下对20 ppm H2S气体的响应高达1.19×105。不同Cu/W配比CuO/WO3复合物对H2S气体表现出不同的响应现象,这是由不同工作机理的调控作用导致的。这些机理分别是CuS形成机理、H2S氧化机理、势垒调制、n-p型削弱模式或n-p型协同模式。我们的结果为研究功能化的CuO/WO3复合材料对H2S气体的传感机理提供了重要的指导。随后,研究了CuO纳米颗粒对H2S气体的传感机理,证实了传感过程中CuS形成和H2S氧化的协同效应,即两者共同促进器件达到最大响应状态。但是,CuS的形成对传感器的恢复过程起着抑制作用。随着气体浓度从0.2 ppm增加至5 ppm,抑制作用逐渐增强;随着操作温度从40℃升高至250℃,抑制作用逐渐减弱。XPS结果证实了CuS形成现象,微观拉曼光谱表明热效应可以有效地促进CuS的氧化;(3)非化学计量比WO3-x为研究氧空位对金属氧化物气体传感的影响提供了一个平台。基于此,我们合成了不同x值的单组分WO3-x材料(包括WO3、W19O55、W5O14和W18O49),制备了相应的H2S气体传感器,并且研究了非化学计量相对气体传感性能的影响。氧气程序升温脱附(O2-TPD)表明,制备的WO3-x纳米材料表面的氧吸附行为受氧空位的影响。氧空位在不同温度范围的H2S检测中促进了低温氧离子的吸附,改善了WO3-x材料的传感性能。为了进一步验证氧空位对气敏性能的影响,并且表征表面修饰对复合材料气敏特性的影响,我们系统地研究了CuO/WO3-x复合材料(包括CuO/WO3,CuO/W19O55,CuO/W5O14,和CuO/W18O49)对H2S气体的传感性能。按照Cu:W摩尔比1:20和1:2,用氧化铜(CuO)纳米颗粒去修饰非化学计量比WO3-x纳米材料。两种修饰方案制备的复合材料在低温下对H2S气体均表现出高性能的探测行为。WO3-x表面的氧空位以及硫化铜(CuS)形成机制,协同提高了CuO/WO3-x器件对H2S气体的低温传感性能。微观拉曼光谱验证了CuS形成现象以及热效应对Cu-S键断裂的影响。研究结果表明CuO修饰的WO3-x是一种极有前景的高性能室温气体传感材料。
蒋珍珍[2](2021)在《基于N、O配体的MOFs材料 ——结构调控、功能探索与构效关系研究》文中研究指明MOFs材料(又称为多孔配位聚合物),是由金属离子(或含金属离子簇)和有机配体通过配位键自组装形成,即由无机结构单元和有机结构单元组成。与沸石、活性炭等传统多孔材料相比,MOFs材料具有大比表面积、大孔隙率等这些特点。此外,还可以通过结构设计构筑出特定应用的MOFs材料。作为配位化学和材料化学交叉领域中的研究对象,MOFs材料的知名度越来越高,其特定的结构显示出特有的性能,应用前景相当广泛,包括但不限于化学探针、超电容器、催化等等。气体的存储与分离作为其应用的分支,在近年来引起科研工作者们的广泛关注。在本论文中,设计合成了两类NO配体,包括杂化间苯二甲酸(H2L1,H2L2,和H2L3)和吡啶N原子和它的氧化物功能化的多羧酸(H3L1,H4L1,H4L2,H4L3,和H4L4),构建了铜和钴基MOFs化合物。通过改变溶剂热反应条件调控钴基MOFs化合物的结构和气体吸附性能;探索了目标骨架化合物在天然气净化、乙烯一步纯化以及乙炔捕获中的应用价值;研究了位置异构和N-氧化功能化对选择性气体吸附性能的影响规律。具体如下:1.MOFs结构调控:以5-(3-氨基吡啶-4-基)间苯二甲酸(H2L1)为配体,通过控制变量法,即在其它相同的溶剂热条件下仅改变无机酸的种类,构筑了两个结构新颖的Co(II)基MOFs,称之为ZJNU-16和ZJNU-17。单晶X-射线衍射研究分析表明:ZJNU-16和ZJNU-17都是三维网络,但是具有不同的无机SBUs、有机配体构象以及网络拓扑结构。ZJNU-16是以离散的三核Co3-簇作为无机SBU的阴离子网络,而ZJNU-17是以螺旋纳米管Co-羧酸链为无机SBU构成的电中性网络,是一个罕见的纳米管螺旋链基MOF。系统的气体吸附研究发现:ZJNU-16几乎无吸附,而ZJNU-17可在CO2和CH4上优先吸附C2H2,具有气体分离与纯化C2H2的潜力。这项工作揭示了通过改变无机酸种类调控MOFs结构是一种合成结构多样性MOFs的有效方法。2.MOFs功能探索:天然气纯化、C2H4纯化和C2H2捕获是化工领域中三个重要但十分挑战的分离过程。设计合成了三个NO配体并溶剂热构筑了铜基MOFs(ZJNU-15、ZJNU-7和ZJNU-14),对它们进行了结构表征和气体吸附研究。其中,ZJNU-15是以5-(3-氨基吡啶-5-基)间苯二甲酸为配体和文献未报道的四核铜簇Cu4O(COO)6(Py-N)3(H2O)为无机SBU构筑的三维网络,不仅具有良好的水稳定性,而且具有分离纯化天然气和C2H2的潜力。ZJNU-7是以5-(嘧啶-5-基)间苯二甲酸为配体构建的三维网络。由于电负性的氯离子固定在芳香富集的多级笼表面,ZJNU-7从C2烃混合物中同时优先吸附C2H2和C2H6,可用于一步吸附相纯化C2H4。ZJNU-14是以N-氧化物功能化的三酸构建的三维网络,骨架内部有一个致密的C2H2分子结合环境,可以从C2H4中捕获痕量的C2H2以及从CO2和CH4中回收C2H2,多功能用于C2H4的纯化和C2H2的回收。3.MOFs构效关系研究:运用位置异构化和N-氧化功能策略,设计合成了一系列二(间苯二甲酸)配体,构筑了Nb O-型铜基MOFs(ZJNU-1、ZJNU-2、ZJNU-3和ZJNU-4),对它们进行了系统的结构表征和气体吸附研究。结果显示:位置异构化能够调控MOFs气体吸附性能,而N-氧化功能化能够显着地增强气体吸附性能。特别地,N-氧化官能化的MOFs ZJNU-3和ZJNU-4的C2H2选择吸附性能均比未氧化的MOFs ZJNU-1和ZJNU-2优异,其中ZJNU-3和ZJNU-4的C2H2/CH4吸附选择性分别提高了25.7%和45.4%,表明N-氧化的官能化MOF不仅吸附性能优异,而且选择性也优异,克服了吸附性能和选择性能之间常遇到的折中问题。这项工作揭示了通过配体配位基团位置异构策略和N-氧化功能化策略进行MOFs设计是一种合成高性能MOFs的有效方法。
秦博文[3](2021)在《基于V-型羧酸配体与氮杂环配体的多功能金属有机框架的合成及性能研究》文中研究说明由金属离子或金属簇和有机配体通过配位作用构筑的金属有机框架(MOFs)由于具有可调节的多孔结构和高的孔隙率,以及在气体吸附与分离、荧光传感、能源存储与转换、分子基磁体等方面的广泛应用而受到了科学工作者的关注。与单一配体构筑的多孔MOFs相比,由不同构型的氮杂环配体和羧酸配体共同制备的MOFs具有以下优势:1.可同时引入多个功能性基团;2.在保持框架完整性的前提下,允许部分配体缺失并产生结构缺陷;3.可制备协同表现两种互补或互异性质的多功能MOFs。考虑到混合配体策略制备MOFs的优点,我们选用V-型4,4’-二羧基二苯醚(H2OBA)和不同构型的氮杂环配体通过调节中心离子构筑了一系列功能性MOFs,并根据结构特点,探究了材料在检测、吸附、发光与储能等领域的潜在应用。本论文的主要内容如下:(1)通过使用H2OBA和含有共轭π电子体系的辅助氮杂环配体PTD,我们合成了具有3D三重互穿结构的荧光多孔Zn-MOF[Zn2(OBA)2(PTD).2DMF.2H2O]n(化合物1)和同构的Co-MOF[Co2(OBA)2(PTD).3DMF.CH3CH2OH.5H2O]n(化合物2)。化合物1具有高的热稳定性和化学稳定性并表现出较强的荧光发射强度,可以通过荧光淬灭选择性地检测Cu2+和Cr2O72-。化合物1封装镧系(Ln3+)离子的研究表明:Ln3+掺杂化合物的发光颜色可以覆盖整个可见光区,显示出作为发光和防伪条码材料的应用潜力。将化合物1浸泡在含有Ln3+离子(Eu3+/Tb3+,13/7)的DMF溶液中,实现了化合物1的白光发射。化合物2对CO2分子具有较高的吸附能力和吸附热,在CH4/CO2混合气体中对CO2具有显着的选择性吸附。(2)在体系(1)配体组合的基础上,通过优化条件,合成了由三核钴节点构筑的非互穿3D柱-层Co-MOF[Co3(OBA)3(PTD)(H2O)2.2DMA.H2O]n(化合物3)。该化合物在1分钟内对CH2Cl2表现出高效的溶剂致变色行为,并能反复传感至少200次。化合物3可以简单方便地区分CH2Cl2、CHCl3和CCl4。基于化合物3,我们组装出滴管检测器作为实用型检测CH2Cl2的传感器。同时,通过简单有效的退火处理,得到了由化合物3衍生的多孔Co3O4材料。电化学分析证实:该Co3O4显示出高效且稳定的锂离子存储能力(200 m A g-1的电流密度下经115次放充电循环后容量保持为1081.75m Ah g-1)和优良的倍率性能。(3)在以上两个体系的基础上,将PTD替换为V-型双齿氮杂环配体L1,我们合成了具有良好热稳定性和化学稳定性的1D微孔荧光MOF[Cd(OBA)(L1).0.75DMA]n(化合物4)。化合物4的孔尺寸为10.2?,在273 K和298 K下吸附CO2的量远高于CH4。同时,化合物4在1 atm,77 K下的H2吸附量为165.2 cm3 g-1。通过荧光淬灭,该化合物可以选择性和高灵敏度检测水中的Cr3+、Cr O42-和Cr2O72-,对应的检测限分别为10.25、0.30和9.18μM。含有化合物4的荧光试纸可以有效地检测这三种离子。(4)在体系(3)的基础上,我们改变金属盐为Zn SO4.7H2O和Co SO4.7H2O,合成了两个同构的MOFs[(CH3)2NH2]6[M6(OBA)6(L1)3(SO4)2].SO4.x(solvent)(M:Zn:5,Co:6)。阴离子SO42-连接了三个金属中心,形成了次级建筑单元(SBU)[M3(SO4)(COO)6]。OBA2-和L1配体将SBUs连接起来,得到2D互穿三柱-双层结构。化合物5在水中和不同的有机溶剂中高度稳定。同时,化合物5是第一个可以同时选择性检测Ni2+和PO43-的荧光MOF,检测限分别为0.46和6.5μM。(5)为了进一步拓展结构的丰富性,我们使用对称的三齿氮杂环配体L2替换双齿氮杂环配体,设计并制备了一个多孔锌基MOF[Zn(OBA)2(L2).2DMA]n(化合物7)。化合物7能够在不同沸腾的有机溶剂和p H值在2-12的水溶液中稳定存在。在290 nm波长光的激发下,该化合物在360 nm处有强烈的荧光发射。化合物7对水溶液中Fe3+、Cr O42-和Cr2O72-的检测表现出高的选择性,且抗干扰能力强。化合物7检测时间短,对Fe3+具有较高的灵敏度以及超低的检测限(1.06μM)。同时,化合物7通过简单再生可以重复检测Fe3+、Cr O42-和Cr2O72-六次。我们制备出含有化合物7与聚甲基丙烯酸甲酯的混合基质膜(MMM)。该MMM可以对Fe3+、Cr O42-和Cr2O72-快速检测,并可以实现与分析物分离后迅速再生。我们的工作表明:混合配体策略在构筑多功能MOFs材料方面具有极大的潜在优势。
许婷婷[4](2021)在《乙炔分离纯化功能金属有机骨架材料 ——结构设计与构效关系研究》文中认为金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一类有前途的材料,在过去的二十年中受到了广泛的关注。MOFs被视为配位聚合物的子类,它是通过金属离子或金属簇与有机配体自组装构成的,具有永久孔隙率,高的比表面积和可调节的拓扑结构。MOFs材料可用在不同的领域,如气体吸附与分离、催化、传感、药物输送。本篇论文中主要研究有机配体的设计合成以及由它们构建的MOFs在乙炔选择性吸附分离中的应用。探索了四羧酸配体的配位基团和官能团的位置异构对MOFs的结构和乙炔选择性吸附性能的影响;发展合成策略提升MOFs对乙炔选择性吸附性能;研究配体构象工程调控MOFs的结构以及气体吸附性能。具体如下:1.设计了两对异构的四羧酸配体,包括配位基团位置异构的2,3’,4,5’-联苯四甲酸和3,3’,4,5’-联苯四甲酸,以及官能团位置异构的5,5’-(4-甲基苯甲胺-2,6-二基)二(间苯二甲酸)和5,5’-(4-甲基苯甲胺-3,5-二基)二(间苯二甲酸)。通过溶剂热法构筑了对应的两对铜基MOFs:ZJNU-9和ZJNU-10、ZJNU-11和ZJNU-12。前一对MOFs属于同金属异SBU类型化合物,具有不同的次级结构单元、配体构象和网络拓扑结构。相对于ZJNU-10,ZJNU-9在77 K不吸附N2,但是在室温下表现出更优异的C2H2、CO2、CH4的吸附能力以及更好的C2H2/CO2和C2H2/CH4吸附选择性。后一对MOFs具有相同的拓扑结构,但是官能团的排布不同导致了不同的骨架稳定性和气体吸附性能。就C2H2、CO2和CH4而言,ZJNU-11的吸附性能优于ZJNU-12,这主要归因于前者具有比后者更好的骨架稳定性。上述工作不仅报道了用于选择性气体吸附应用的同金属杂SBU MOFs的罕见例子,而且阐明了配位基团和官能团的位置异构对共组装结果和气体吸附性能有重大影响,基团的合理排列对于设计更好性能的MOFs十分重要。2.为了改善乙炔选择性吸附性能,提出了在骨架表面引入丰富氢键受体的策略。设计合成了一个N-氧化功能化的二羧酸配体,即3,5-二羧基吡啶氧化物,通过溶剂热法构筑了它的铜基MOF ZJNU-13。单晶X-射线衍射分析显示ZJNU-13的三维网络结构中没有开放的金属位点,但是具有大量的羧酸氧原子和N-氧化物原子作为乙炔识别位点。纯组分气体吸附测试以及IAST吸附选择性计算表明ZJNU-13具有优异的C2H2分离纯化能力。动态吸附穿透实验证实了其分离潜力。DFT计算阐明了羧酸氧原子和吡啶N-氧化物氧原子在C2H2选择性吸附过程中的关键作用。这项工作证明了N-氧化物是一种有效分离纯化C2H2的官能团,可用于设计和构筑新的框架材料,为开发用于高效气体分离的多孔MOFs提供启发。3.受上述工作启发,设计合成了两个N-氧化物功能化但甲基位置不同的线性双(间苯二甲酸)配体,即5’-(3-甲基吡啶N-氧化物-2,5-二基)二(间苯二甲酸)和5,5’-(4-甲基吡啶N-氧化物-2,5-二基)二(间苯二甲酸),构筑Nb O-类型的NOTT-101平台(ZJNU-18和ZJNU-19)研究甲基位置和N-氧化功能化对乙炔选择性吸附的影响。通过单晶X-射线衍射发现,无论甲基位置如何,ZJNU-19和ZJNU-20与原型MOFs NOTT-101一样,具有相同网状结构,空间群为R3m。ZJNU-19和ZJNU-20都由Cu2(COO)4(H2O)2双铜桨轮单元与二(间苯二甲酸)阴离子连接而形成非互穿的Nb O-型网络。气体吸附显示甲基位置的不同对吸附性能的影响较小,而N-氧化功能化能显着提升C2H2和CO2吸附性能。特别地,这两种MOFs在295 K、1 atm的C2H2重量吸附能力是迄今为止报道的Nb O-型MOFs类似物的最高记录。结构与性质之间的关系研究表明,N-氧化物官能团在增强C2H2和CO2吸附方面起着至关重要的作用。这对未来设计和合成用于选择性气体分离和纯化的氧化物的材料提供了新的思路。4.配体构象工程调控结构和吸附性能:为了调控联苯-3,4’,5-三羧酸配体的构象、设计合成了两个不对称的三羧酸配体,即2’-甲氧基-[1,1’-联苯]-3,4’,5-三羧酸和2’-硝基-[1,1’-联苯]-3,4’,5-三羧酸,并且成功构筑了两个铜基MOFs:ZJNU-109和ZJNU-110。单晶X-射线衍射表明,ZJNU-109属于单斜晶系,ZJNU-110属于三斜晶系。由于配体的不对称性,形成了两种不同的铜簇,从而大大扩展了铜羧酸簇次级结构单元。除此之外,这两个MOFs还显示出C2H2的吸附与纯化的能力。在298 K、1 atm下,ZJNU-109的C2H2/CH4吸附选择性为21.6,ZJNU-110为15.3。这项工作表明简单的配体修饰可用于设计结构并调节MOFs的气体吸附性能,而且还阐明了配体构象工程是调节MOFs结构和性质的有效策略。
许山山[5](2021)在《高稳定性金属-有机骨架材料及其膜材料的制备研究》文中研究说明化工分离过程在实际生产中占据了十分重要的地位。由于分离体系以及分离需求的多样化,单纯依靠传统分离技术(精馏、吸收、萃取等)难以充分且高效地满足人们的需求,迫使人们加大对新材料及新技术的开发。膜分离技术由于节能高效、操作简单受到人们的广泛研究,开发新型膜材料对于提高膜分离性能至关重要。将聚合物与多孔材料相结合制备混合基质膜,有望更好发挥两者的优势,扩大膜分离的应用范围。金属-有机骨架(Metal-Organic Framework,MOF)材料由于具有可调的孔结构以及可设计的孔表面性质等优点,在分离领域受到了广泛的研究。然而,MOF材料在水稳定性方面、MOF膜规模化制备及可重复性方面目前仍是制约其在吸附分离及膜分离领域实际应用的关键问题。本论文旨在:开发增强MOF材料水稳定性的新策略,并利用稳定性得到改善的MOF材料作为填料制备高性能的混合基质膜;进一步探索提高MOF基混合基质膜制备可重复性的新思路。主要研究内容及成果如下:(1)针对Cu-BTC晶体在含水条件下结构不稳定的问题,本文提出了一种原位修饰的新策略,通过在合成过程中原位引入异丙醇(Isopropanol,IPA)改性剂,一步法制备了水稳定性得到改善的Cu-BTC-IPA材料。与Cu2+位点配位连接的异丙醇分子上的甲基官能团能够在Cu2+位点周围构建疏水性微环境,从而降低了局部水分子的浓度,阻碍了水分子对Cu-BTC结构的破坏。结果显示Cu-BTC-IPA在水中浸泡数天后仍可保持完整的晶体结构和较高的BET比表面积。与此同时,IPA改性修饰并未明显改变Cu-BTC的气体吸附分离性能,CO2的吸附容量(90%)与吸附选择性均得到了很大程度的保持,有利于其在CO2吸附分离方面的应用;(2)在小分子改性剂的基础上,本文进一步探索了大分子改性剂在提高MOF材料水稳定性方面的应用。一种结构中含有羧基官能团的高分子,聚乙烯胺酸(PCH)被用作改性剂,通过原位合成的途径引入到了Cu-BTC骨架中。得益于聚合物分子自身的疏水性及位阻效应,改性后的Cu-BTC水稳定性得到了明显增强,样品在水中浸泡数天后,仍可保持完整的晶体结构和较高的BET比表面积。在此基础上,本工作利用PCH改性修饰了多种MOF材料,实验结果表明其水稳定性得到了增强。本工作表明,大分子改性剂在提高MOF材料水稳定性方面具有独特的优势,所得结果对高稳定MOF材料的制备具有一定的借鉴价值;(3)在上述工作的基础上,本文探索了水稳定性改善的MOF材料在水稳定混合基质膜的制备及含水体系(烟道气)气体分离方面的应用。本工作首先采用柠檬酸钠(SC)原位改性Cu-BTC,得到了具有高水稳定性的Cu-BTC-SC材料。进一步,以所得的Cu-BTC-SC材料作为填料,Pebax?1657作为聚合物基质,改性PSf超滤膜作为支撑体,通过涂覆法制备了致密的Cu-BTC-SC@Pebax?1657混合基质膜。研究结果表明,Cu-BTC-SC填料的引入可以带来额外的气体传质通道以及亲CO2的开放Cu2+位点,从而提高了混合基质膜的气体分离性能。并且,在含水条件下的气体分离性能测试结果表明,基于Cu-BTC-SC的混合基质膜能够保持更长时间的稳定性;(4)填料颗粒的分布不均是影响混合基质膜规模化制备及可重复性的关键问题之一。针对这一问题,本工作选用金属-有机多面体(Metal-Organic Polyhedron,MOP)作为研究对象开展了混合基质膜的制备研究。与材料结构在三维方向延伸的MOF材料相比,MOP材料的优势之一就是其在特定溶剂中的溶解性,赋予了其更好的加工重复性。本工作以一种水稳定且可溶的UMOP-1-NH2作为填料,通过界面聚合工艺制备了一种新型TFN膜。研究结果表明,UMOP-1-NH2分子笼掺杂不仅在聚酰胺分离层中构筑了额外的传质通道,同时还促使膜表面形成了均匀的沟壑结构,增加了膜的接触面积,从而提高了膜的水通量,并保持了膜对染料分子的高截留率。此外,该膜还具有优异的抗菌和抗污染性能,有利于其在实际分离中的应用。该工作为混合基质膜制备可重复性问题提供了一种新的思路,有利于混合基质膜在规模化制备及应用方面的研究发展;(5)在此基础上,本工作将UMOP-1-NH2作为水相中唯一的单体,利用其结构上的-NH2的反应活性,通过界面聚合过程构建了一种新型的聚酰胺基多孔TFC膜,并分析了UMOP-1-NH2孔道对纳滤性能的影响。研究结果表明,采用UMOP-1-NH2作为水相唯一单体,在分离过程中可以充分利用材料的孔道特性,使得膜具有更高的水通量和较好的染料/盐分离性能。同时,由于UMOP-1-NH2的作用,UMOP-1-NH2/TMC纳滤膜还具有优异的生物防污性能和抗菌性能。此类具有多孔分离层的新型聚酰胺纳滤膜在具备发达孔结构的同时,还兼具了聚酰胺膜在制备方面的简便性,因此在纳滤分离表现出了良好的应用前景。
李海涛[6](2020)在《含氮多齿配体金属有机盐及配合物的机械化学和固态反应研究》文中认为金属有机盐(Metal-Organic Salts,MOSs)是金属络合阴离子通过二次球形配位相互作用与带正电荷的有机配体形成的一种杂化材料。由于其拓扑结构具有多样性,所以已经在金属离子识别与分离、气体吸附、非线性光学材料、荧光探针、磁性开关等领域得到深入的研究和广泛的应用。配合物作为无机化学的重要研究内容已经渗透到现代化学的各个方面,得到了人们的广泛关注和深入研究。然而,金属有机盐及其相应配合物在固态条件下的反应性并没有引起人们的关注,相应研究也较少。由此,本论文设计并合成了四种不同含氮有机配体L1—L4,并利用其与金属氯化物制备了一系列金属有机盐(二次球形配位化合物)及相应配合物,将这些新型的化合物作为机械化学和固态反应的研究对象,开展了以下工作:(1)利用机械球磨法合成配体1,3-双(2-吡啶基甲基)咪唑氯盐(L1),并利用配体L1在固态条件制备了金属有机盐1—3和配合物(或配位聚合物)4—6,并表征了其单晶结构。通过机械研磨、固-气吸附、X-射线粉末衍射(PXRD)研究了两者在固态条件下的可逆转化条件,即金属有机盐1—3分别与叔丁醇钾(Potassium Tert-Butoxide,KTB)按照摩尔比为1:2进行研磨,可以将金属有机盐中的HCl脱去,得到配合物4—6。而将配合物分别置于盐酸环境中吸附HCl后,HCl分子嵌入到配位键并使其断裂,得到相应的金属有机盐,实现了金属有机盐与配合物间的固态可逆转化。该工作揭示了固态条件下氢键与配位键的相互转化规律,为配合物的合成提供了一个独特的方法。(2)利用手性配体(1R,2R)-N,N′-二苄基-1,2-环己二胺(L2)制备了配合物7,8和金属有机盐9,10。通过BET比表面积分析、PXRD、1H NMR、TGA等研究了无孔配合物7,8“双分子”固-气吸附反应机理,即将它们置于密闭的盐酸/甲醇环境中,两种气体分子以相互协作的方式被无孔配合物吸附,一方面配合物吸附HCl气体发生化学反应,使得Cu-N配位键发生断裂,另一方面甲醇分子发生物理吸附嵌入结构之中,生成以N-H···Cl氢键为主导的同一种金属有机盐9。核磁测试证明除甲醇外,乙醇分子也可以替代甲醇进入到晶体结构中,得到含乙醇的金属有机盐10。此外,金属有机盐9与强碱KOH进行研磨反应,可以将HCl从金属有机盐9中脱去得到双核配合物8,充分体现了机械化学的选择性。由密度泛函理论(DFT)计算说明金属有机盐9与配合物7,8的能量大小和相对稳定性。(3)利用多齿配体(1R,2R)-N,N′-双(吡啶-3-亚甲基)环己烷-1,2-二胺(L3)获得了金属有机盐11,12以及配合物13,并对其单晶结构进行了表征。通过BET比表面积分析、PXRD、TGA、DSC研究了多质子化配体铜(II)化合物在一次和二次球配位之间的固态反应性。在空气中,晶体11吸收空气中的水与中心金属Cu(II)配位继而转变为新的含有水的金属有机盐12。金属有机盐12可以在加热条件下脱去水分子可逆地转变为11。在反应过程中,Cl-从外球迁移到中心金属Cu(II)取代一次配位中的水分子,发生配体交换反应。利用机械化学,金属有机盐12可以与KOH按照1:4摩尔比进行反应,将HCl脱去形成中性五元环一次配位化合物(配合物)13。其可逆过程13→12(一次配位到二次配位)可以通过对HCl和H2O的化学吸附来实现。通过量子力学(QM)计算了相关晶体的相对稳定性,并对放热反应[Cu Cl4]2-+H2O→[Cu Cl3H2O]-+Cl-等实验结果进行了简单合理的能量解释。(4)设计合成了手性四齿配体(1R,2R)-N,N′-双(吡啶-4-亚甲基)环己烷-1,2-二胺(L4)并制备了其质子化配体L4’。利用机械化学,通过控制研磨底物的化学计量比为1:1和1:2制备了两种金属Cu(II)盐14和15,并用PXRD、固态荧光光谱和Raman光谱动态监测了14和15之间的定量可逆转化过程。量子力学(QM)计算说明了14和15的相对稳定性,表明了可逆转变的驱动力。此外,通过溶液法还制备了两种金属铜盐16和17作为固态反应的前驱物。通过PXRD动态监测了16的固-气反应过程,并在分子水平上揭示了其反应机理。当金属有机盐16暴露于HCl环境时可以吸附HCl和水分子生成金属有机盐14和15的混合物。对金属有机盐晶体17的化学计量控制的固态反应进行了研究,即17与等摩尔的Cu Cl2·2H2O研磨反应可以精确的获得15。探究了18的固态合成方法并且简单研究了其在吸附方面的应用。综上所述,本论文通过制备金属有机盐1—3,9—12,14—17和相应配合物4—6,7,8,13,18作为研究对象,研究了金属有机盐与相应配合物的合成方法、结构、性质以及固态可逆转化关系,探讨了含有不同配体的化合物的固态反应性,阐明了固态反应的能量变化因素,拓宽了绿色合成配合物的途径。相信随着人们对固态反应的关注逐渐提高,最终会实现绿色化学的目的。
周彦妮[7](2020)在《ZSM-5分子筛骨架铝分布及孔结构性质的调变》文中提出ZSM-5分子筛由于具有独特的择形催化功能、适中的酸性、良好的热和水热稳定性等诸多优点,成为现代石油加工及石油化工工业中重要的催化材料。ZSM-5分子筛的酸性质和孔结构是决定其催化性能的两个关键因素。其中,取决于分子筛骨架铝分布的Br(?)nsted(B)酸位的分布会影响催化反应路径,改变反应产物分布;另一方面,构建具有复合孔道的等级孔ZSM-5分子筛可以有效缓解大分子反应的空间位阻和扩散限制。因此,本论文通过采用特殊的硅铝原料和调控模板剂的使用等手段实现了ZSM-5分子筛骨架铝分布及其等级孔结构的调变,并建立了ZSM-5分子筛合成—结构—效果的关联,为ZSM-5分子筛的合成和应用提供了理论基础。首先,本文以亚熔盐(Submolten salt,SMS)活化累托土为原料、在不添加有机模板剂的条件下制备出了ZSM-5分子筛,系统的表征及评价实验发现:(1)SMS活化累托土在晶化过程中扮演着“异质晶种”的角色,其所含的环状和链状的寡聚态硅铝物种可以诱导分子筛晶核的形成;(2)寡聚态硅铝物种含有丰富的Al-O-(Si-O)1,2-Al序列,其随成核前驱物的重排进入到产物分子筛骨架中,从而提高了分子筛骨架中配对铝(Al pairs,Al-O-(Si-O)1,2-Al in a five-or six-membered ring)的含量;(3)与以硫酸铝为铝源所合成的ZSM-5分子筛相比,以SMS活化累托土为铝源所合成的ZSM-5分子筛具有较多择优分布于十元环直孔道和Z型孔道交叉口处的骨架配对铝,因而在甲醇制芳烃(Methanol to aromatics,MTA)反应中表现出优异的芳烃选择性。其次,本文系统考察了以SMS活化累托土为原料、无介孔模板剂的合成体系之合成参数对产物织构性质的影响规律,发现合成具有晶间次级孔等级孔ZSM-5分子筛的关键是四丙基溴化铵(Tetrapropylammonium bromide,TPABr)的添加和充分老化,其与作为“异质晶种”的SMS活化累托土共同促进成核,所形成的晶核在生长成为棒状纳米晶之后发生堆积形成了晶间堆积孔;对不同ZSM-5分子筛基催化剂进行了正辛烷临氢异构化性能评价,发现增加ZSM-5分子筛的次级孔含量和外比表面积可以有效提高催化剂对C8异构烷烃的选择性。最后,为在进一步提高ZSM-5分子筛次级孔含量的同时保持其良好的水热稳定性,借助甲阶酚醛树脂具有良好的水溶性、热固化性以及焙烧无卤素和氨氮排放的特点,创新提出了一条以酚醛树脂为模板剂合成富含晶内次级孔的等级孔ZSM-5分子筛的新途径,结果表明:与常规ZSM-5分子筛相比,以酚醛树脂为模板剂合成的等级孔ZSM-5分子筛的总比表面积、总孔容、外比表面积和介孔体积分别高0.23、1、1.3和4.2倍,且拥有良好的水热稳定性和较少的强B酸量;兼具晶内次级孔和较少强B酸量的等级孔ZSM-5分子筛在正辛烷临氢异构化反应中表现出了更高的单、双支链C8异构烷烃选择性和更低的裂化产物选择性,显示出良好的应用前景。
乔宇[8](2020)在《多功能金属-有机骨架材料的构筑及对环境中污染物的检测与处理》文中研究指明近年来,科技和工业的日益发展在推动了社会进步的同时也给人们的生活环境带来了许多负面影响,因此日益严重的环境污染是亟待解决的问题。随着各种工业和轻工业的兴起,含有大量污染物的工业废水的排放不仅导致水体污染相当严重、破坏生态系统平衡,甚至危害人类的身体健康。因此,灵敏检测及高效去除水环境中的污染物已成为当前研究者们所关注的焦点。目前多孔材料的发展,为解决水环境污染问题提供了理论基础和技术支持。金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是由有机配体连接金属节点/簇形成的多维晶体杂化材料,目前已经成为一种新型多功能材料。MOFs类材料不仅拥有超大的比表面积和多孔性质以及高度结晶性,而且孔道内部有排列规则、密集的吸附活性位点,使其在气体存储与分离、质子传导、传感、磁性和非均相催化等领域有着广泛的应用前景。本论文从改善和提高MOFs材料的性能出发,以多氮杂环配体、有机羧酸配体为构筑模块,结合不同的金属盐,通过调控材料的合成方法、反应条件及表面形貌特征,设计并可控构建出系列新型高效稳定的MOFs。从中筛选出具有适宜孔道尺寸的MOFs材料,对这些材料的晶相、结构和组成做了详细的分析,并开展对环境中污染物(有机染料、金属离子和硝基芳香族化合物)的光催化降解、灵敏检测和选择性吸附与分离的研究。本论文的主要结果如下:(1)在溶剂热条件下,以5-(二(4-苄基苯甲酸)氨基)苯-1,3-二甲酸(H4L)配体和金属离子成功合成了四种新型MOFs材料:[Zn2L]n(1),[Mn(H2L)(H2O)]n(2),[Cd(H2L)(H2O)2]n·n H2O(3)和[Pb2L(H2O)]n·3n H2O·n DMF(4)。通过X-射线单晶衍射仪对其晶体结构进行测定,结构分析表明,配合物1具有拓扑符号为(411·64)(47·68)的6连接网络结构;配合物2展现出(62·84)(63·83)拓扑的4连接三维结构;配合物4的结构可以看作是拓扑符号为43·66·8的5连接网络结构。然而,配合物3具有(3,3)连接的二维结构。对配合物1-4的热稳定性和气体吸附性能进行了探究,实验结果表明配合物1-4均具有较好的热稳定性,并对CO2气体具有一定的选择吸附性能。此外,研究了配合物1-4在可见光照射下对有机染料的光催化性能,结果表明配合物1对亚甲基蓝(MB)具有良好的光催化降解效果,并根据活性物种捕获实验结果提出了可能的光催化降解机理。(2)在水热条件下以混合N、O配体2-(2-羧基苯基)咪唑并[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(2-HNCP),2-(3-羧基苯基)咪唑并[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(3-HNCP)和羧酸配体氨基-联苯二甲酸(NH2-H2bpdc)与金属离子Cu2+、Pb2+和Cd2+结合,成功合成出了三种新型MOFs材料:[Cu2(2-NCP)2(H2N-bpdc)]n(5),[Pb2(2-NCP)2(H2N-bpdc)]n(6)和[Cd(3-NCP)2]n(7)。采用X-射线单晶衍射仪对其晶体结构进行测定,配合物5和7是一维链状结构,通过π-π堆积作用均可形成二维及三维的网络结构;配合物6是二维层状结构,通过π-π堆积作用形成三维的超分子结构。探究了具有d10结构的过渡金属Cd2+离子构筑的新型荧光配合物对小分子溶剂和金属离子的荧光检测性能。结果表明,配合物7可以通过荧光猝灭快速检测硝基苯和Fe3+,并且具有良好的抗干扰性和循环稳定性,是一种潜在的化学荧光传感材料。(3)采用2-(4-羧基苯基)咪唑并[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(4-HNCP)、1,4-对苯二甲酸(1,4-H2bdc)和4,4’-联苯二甲酸(4,4’-H2bpdc)配体在水热条件下成功合成了三个多功能发光MOFs材料:[Eu(4-NCP)(1,4-bdc)]n·0.5H2O(8),[Tb(4-NCP)(1,4-bdc)]n·2H2O(9)和[Eu(4-NCP)(4,4’-bpdc)]n·0.75H2O(10)。并通过元素分析,红外光谱和X-射线单晶衍射仪表征其结构。结构分析表明,三个配合物均呈现拓扑符号为412·63的三维网络结构。通过对其热稳定性和气体吸附性能的探究,这三种MOFs具有良好的热稳定性和对CO2气体的选择吸附性。此外,配合物10对金属离子和硝基芳香族化合物进行荧光传感性能的研究,结果表明,金属离子和硝基芳香族化合物都使配合物10的荧光强度发生不同程度的猝灭,其中,Fe3+和硝基苯表现出最明显的猝灭现象,并且具有良好的抗干扰性和循环使用性,因此可以用于复杂成分的检测。(4)以Cu2O为模板,利用原位生长技术形成Cu2O@HKUST-1的核壳结构,进一步通过移除模板,在聚集体内部成功引入空腔结构,形成HKUST-1包裹的中空结构,称之为HKUST-1 Shell。吸附实验表明,HKUST-1 Shell对废水中硝基苯污染物展现了良好的吸附效果。通过考察影响吸附的各种因素表明,吸附过程在40 min内即可达到吸附平衡,吸附量则随着溶液质量浓度的增加呈现线性增长趋势。实验结果通过吸附等温线和动力学方程的拟合可知:HKUST-1 Shell对硝基苯的吸附能较好的符合Freundlich模型,说明吸附形式以非均相吸附在HKUST-1 Shell孔道;吸附过程能够较好的符合二级动力学模型,说明吸附动力学主要受化学作用控制。
张娜[9](2020)在《基于三嗪多羧酸配体的多孔金属有机框架的构筑及性能研究》文中提出基于三嗪多羧酸配体构建的金属有机骨架(MOFs)因其具有可设计性和可调控性,以及丰富多样的拓扑结构等优势,近年来,在荧光传感、气体的吸附与分离、有机污染物的吸附、光电性能、药物传输等众多领域表现出重要的应用价值。本论文选用对称性较高的三嗪三羧酸配体H3TATAB、三嗪六羧酸配体H6TDPAT和柔性三嗪六羧酸配体H6TTHA设计并构筑了 19个具有新颖结构排列和有趣拓扑结构的MOFs,对其形成条件、连接模式、结构进行了详细的探究,并致力于基本结构和性质之间关系的探索,主要开展了以下几方面的探究工作:1、使用配体H3TATAB、H6TDPAT和H6TTHA分别与(UO2)2+和Th4+构筑了 4个锕系金属有机骨架(An-MOFs)。这是首次使用三嗪多羧酸配体H3TATAB,H6TDPAT和H6TTHA成功构筑铀酰(钍)晶态骨架化合物,丰富了较大尺寸共轭三嗪多羧酸配体在构筑铀酰(钍)晶态骨架化合物方面的应用。对碘和染料的吸附实验结果表明,配合物1-4在环己烷溶液中对碘具有良好的吸附性能。尤其是,配合物2(Th-TATAB)对环己烷溶液中碘的吸附量可达750 mg.g-1左右,在0.01 mol·L-1的环己烷溶液中,3 h内对碘的去除率可达90%,远远超过文献报道的[Zn2(tptc)-(apy)2-x(H2O)x]·H2O(80%,48 h)和MIL-101-NH2(90%,30 h)。配合物1和3通过孔道中的二甲胺阳离子与阳离子染料进行交换,对阳离子染料表现出选择性吸附行为。配合物2对阴离子、中性和阳离子染料分子都有一定程度的吸附作用,其中直线形染料分子吸附效果较好。特别是,可以同时去除混合溶液中的阴离子、中性和阳离子染料,并且吸附能力得到相互增强。另外,配合物3作为吸附剂从水溶液中提取铀元素表现出优异的性能,并不受其他干扰金属离子的影响。这是首次应用铀酰有机骨架(UOFs)作为吸附剂从水中提取锕系元素。2、使用配体H3TATAB和H6TDPAT分别与Ln3+构筑了 12个镧系金属有机骨架(Ln-MOFs)。与镧系金属有机骨架在荧光性能方面的研究相比,Ln-MOFs对在吸附方面的研究相对较少,在此我们选择配合物5(Eu-TATAB)着重拓展其对碘、染料等的吸附性能研究。实验结果表明,配合物5在环己烷溶液中对碘具有良好的吸附性能,并对阳离子染料表现出选择性吸附行为。3、使用配体H6TDPAT与过渡金属离子构筑了 3个过渡金属有机骨架。结构分析表明,三个配合物的骨架都包含3种不同的多面体笼:立方八面体(Cub-Oh),截顶四面体(T-Td)和截顶八面体(T-Oh)。对碘吸附性能的实验结果表明,三个配合物在环己烷溶液中对碘都具有十分优异的吸附性能。另外,在荧光性能方面,对自身具有很强的蓝光发射中心的配合物17进行了白光发射调节的功能拓展研究。本文构筑的19个基于三嗪多羧酸配体的MOFs如下:(?)注:H3TATAB=2,4,6-三(4-羧基苯胺基)-1,3,5-三嗪;H6TDPAT=2,4,6-三(3,5-二羧基苯胺基)-1,3,5-三嗪;H5TDPAT*=2,4-二(3,5-二羧基苯胺基)-6-(4-羧基苯胺基)-1,3,5-三嗪;H6TTHA=1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨六乙酸;
阙珍妮[10](2020)在《基于羧基苯膦酸配体的金属有机框架材料的质子传导和吸附性能研究》文中研究说明金属有机框架(Metal–organic frameworks,MOFs)或配位聚合物(coordination polymers,CPs)由于结构和功能可调,使其成为化学领域中发展最快的领域之一。在过去二十年里,MOFs的应用领域在不断扩展。金属膦酸盐是CPs中重要的一部分。膦酸盐配体具有多种配位方式和强的配位能力,形成了许多结构类型丰富和性质有趣的金属膦酸盐。在膦酸盐配体中引入额外的有机官能团,可以得到结构新颖、性质有趣的化合物。但是由于金属膦酸盐结晶较困难以及易形成层状结构,其结构与质子导电性能的关联不够清晰,在气体吸附方面的研究也较少。在本论文中,我们选择含羧酸膦酸双官能团的配体构筑了一系列不同功能的CPs材料,针对它们的结构特征,研究了它们的质子传导和气体吸附与分离性能。尽管结构清晰的质子传导金属膦酸盐为探索它们的结构与性质之间的关系提供了有利的平台,但研究膦酸盐基团和功能基团之间的协同作用对于质子传导性能的影响却很少。我们通过溶剂辅助修饰法得到了两例新的金属膦酸盐(FJU-80和FJU-81),通过溶剂辅助修饰的方法首次调控膦酸盐基团和官能团的协同作用,进而调节金属膦酸盐的质子导电性。在40℃,98%湿度条件下,FJU-80的质子电导率是FJU-81的50倍左右。单晶X射线衍射(SCXRD)表明,FJU-80的结构中具有更多可形成连续氢键链的位点,这是由于膦酸盐基团,羧酸盐基团和配位水的协同作用得到了改善,从而促进了连续氢键网络的形成。相比于FJU-80,FJU-81仅形成离散的氢键,缺少更少的功能位点来实现连续氢键网络的形成。本章实验表明溶剂辅助修饰可有效增加膦酸盐基团和功能基团的氢键位点,实现质子的快速转移。提高MOFs导电率的方法通常有三种:通过化学修饰改变骨架上官能团的酸度,将质子传导化学物质(如咪唑和H3PO4)引入到MOFs的孔中和控制导电介质(如水分子和甲醇分子)的数量。对于控制导电介质的数量,一般是利用外部环境的刺激动态改变导电介质的数量,而如何通过对结构的调控来有效控制客体分子数量的研究还很少。我们通过改变配体的长度,得到了两例等网状的MOFs,FJU-81和FJU-810。通过增长配体,提高孔道中晶格水的含量来调节MOFs的质子导电性。晶格水含量高的FJU-810比晶格水含量低的FJU-81展现出更高的质子导电率。在80℃,98%湿度条件下,FJU-810比FJU-81的导电率高375倍左右。该研究表明合理设计配体的长度可以有效调控MOFs的质子导电性能。当今,以更低能耗和更具成本效益的方式从C2H2中去除CO2是一项紧迫但具有挑战性的任务。相比与低温精馏或有机溶剂萃取,基于多孔材料的吸附分离被认为是一种有前途的分离技术,具有更环保,更节能的特性。在各种固体多孔材料中,金属有机骨架(MOFs)材料被认为是此类应用中最有希望的材料。而合理设计和构造具有复杂结构的MOFs在网状化学中至关重要。已有研究者引入了一种称为合并网策略的系统设计原理,以合理构建高度复杂的混合连接器MOFs。基于合并网的结构特征,我们用5-膦酸异钛酸为3-连接配体,1,2-双(4-吡啶基)乙烯为2连接配体和Cu(NO3)2·3H2O通过水热法合成了一例具有新的拓扑结构的铜基MOFs,FJU-812。FJU-812是基于十连接的四核铜基构建单元,三连接配体和二连接配体构建的新型MOFs。其网格结构可以看作是由spn网格和spl网格合并而成的,命名为sps网格。FJU-812表现出永久的孔隙率,具有多级孔隙和优异的气体吸附性能。另外,柱穿透实验表明FJU-812可以从C2H2/CO2和C2H2/CH4气体混合物中有效捕获C2H2。
二、Comm Works为3G提供新方案(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Comm Works为3G提供新方案(论文提纲范文)
(1)氧化钨纳米材料的气体传感特性及机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 气体传感器简介 |
1.2 半导体气体传感器概述 |
1.2.1 半导体气体传感器的类型 |
1.3 常用的气敏材料 |
1.4 氧化物半导体气体传感器的基本参数 |
1.5 氧化物半导体气体传感器的基本工作原理 |
1.6 半导体气体传感器的研究动态分析 |
1.7 氧化钨纳米材料研究概况 |
1.7.1 氧化钨材料性质及晶体结构 |
1.7.2 氧化钨对硫化氢气体的传感研究动态分析 |
1.8 本文的选题思路及主要研究内容 |
第2章 WO_3形貌调控及其气敏性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 WO_3形貌调控及其生长机理研究 |
2.2.1 WO_3的制备 |
2.2.2 WO_3形貌与结构表征 |
2.2.3 WO_3纳米片和纳米块结晶性能表征 |
2.2.4 WO_3纳米片和WO_3纳米块的气敏性能研究 |
2.3 P123调控WO_3的形貌及其气敏性能研究 |
2.3.1 P123调控合成WO_3的制备 |
2.3.2 P123调控合成WO_3的形貌与结构表征 |
2.3.3 P123调控合成WO_3的结晶性能表征 |
2.3.4 P123调控合成WO_3的气敏性能探究 |
2.4 EDTA调控WO_3的形貌及其气敏性能探究 |
2.4.1 EDTA调控合成WO_3的制备 |
2.4.2 EDTA调控合成WO_3的形貌与结构表征 |
2.4.3 EDTA调控合成WO_3的结晶性能表征 |
2.4.4 EDTA调控合成WO_3的气敏性能研究 |
2.5 硫酸锆调控WO_3的形貌及其气敏性能 |
2.5.1 硫酸锆调控合成WO_3的制备 |
2.5.2 硫酸锆调控合成WO_3的形貌与结构表征 |
2.5.3 硫酸锆调控合成WO_3的的结晶性能表征 |
2.5.4 硫酸锆调控合成WO_3的气敏性能研究 |
2.6 本章小结 |
第3章 CuO(p)-WO_3(n)组分调控机理探究 |
3.1 CuO(p)-WO_3(n)复合对H_2S气体的传感性能及机理研究 |
3.1.1 引言 |
3.1.2 不同组分CuO/WO_3复合材料的制备 |
3.1.3 不同组分CuO/WO_3复合材料的形貌、结构和组分表征 |
3.1.4 不同组分CuO/WO_3复合物对H_2S气体的传感性能研究 |
3.1.5 不同组分CuO/WO_3复合物对H_2S气体的传感机理研究 |
3.2 CuO纳米颗粒对H_2S气体的传感机理研究 |
3.2.1 引言 |
3.2.2 CuO纳米颗粒的制备 |
3.2.3 CuO纳米颗粒的形貌、结构和组分表征 |
3.2.4 CuO纳米颗粒对H_2S气体的传感机理研究 |
3.3 本章小结 |
第4章 WO_(3-x)氧空位调控机理探究 |
4.1 非化学计量比WO_(3-x)对H_2S气体的传感性能及机理研究 |
4.1.1 引言 |
4.1.2 非化学计量比WO_(3-x)的制备 |
4.1.3 非化学计量比WO_(3-x)的形态、结构和成分表征 |
4.1.4 非化学计量比WO_(3-x)对H_2S气体的传感性能研究 |
4.2 CuO修饰非化学计量比WO_(3-x)改善低温传感性能 |
4.2.1 引言 |
4.2.2 CuO/WO_(3-x)复合材料的制备 |
4.2.3 CuO/WO_(3-x)复合材料的形貌、结构和组分表征 |
4.2.4 CuO/WO_(3-x)复合物对H_2S气体的传感性能研究 |
4.2.5 CuO/WO_(3-x)复合物对H_2S气体的传感机理研究 |
4.3 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 论文总结 |
5.2 后期展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(2)基于N、O配体的MOFs材料 ——结构调控、功能探索与构效关系研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 MOFs材料的研究进展 |
1.3 MOFs材料的合成设计 |
1.3.1 MOFs次级结构基元的设计 |
1.3.2 MOFs配体的设计 |
1.3.2.1 扩大缩小策略 |
1.3.2.2 官能团策略 |
1.3.2.3 后合成策略 |
1.3.3 MOFs合成条件的优化 |
1.4 MOFs材料的常见分类 |
1.5 MOFs材料的应用概况 |
1.5.1 MOFs气体存储与分离的应用 |
1.5.1.1 具有气体存储性能的MOFs的研究现状 |
1.5.1.2 具有气体分离性能的MOFs的研究现状 |
1.5.2 MOFs其它方面的应用 |
1.5.2.1 MOFs在临床方面的应用 |
1.5.2.2 MOFs在电化学方面的应用 |
1.5.2.3 MOFs在荧光方面的应用 |
1.5.2.4 MOFs在催化方面的应用 |
1.6 选题依据及研究内容 |
1.6.1 选题依据 |
1.6.2 研究内容 |
1.7 试剂、测试仪器及方法 |
1.7.1 药品和试剂 |
1.7.2 测试仪器和方法 |
第二章 MOFs的结构调控 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 配体的合成 |
2.2.2 MOFs的合成 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 MOFs的单晶结构 |
2.3.2 MOFs的基本表征 |
2.3.3 MOFs的孔隙探究 |
2.3.4 MOFs的吸附性能 |
2.4 本章小结 |
第三章 MOFs的功能探索 |
3.1 引言 |
3.2 关于C_2烃/CH_4分离应用功能MOF的设计 |
3.2.1 实验部分 |
3.2.1.1 配体的合成 |
3.2.1.2 MOFs的合成 |
3.2.2 结果与讨论 |
3.2.2.1 MOFs的单晶结构 |
3.2.2.2 MOFs的基本表征 |
3.2.2.3 MOFs的孔隙探究 |
3.2.2.4 MOFs的吸附性能 |
3.2.2.5 MOFs的稳定性能 |
3.3 关于一步吸附相纯化C_2H_4功能MOF的设计 |
3.3.1 实验部分 |
3.3.1.1 配体的合成 |
3.3.1.2 MOFs的合成 |
3.3.2 结果与讨论 |
3.3.2.1 MOFs的单晶结构 |
3.3.2.2 MOFs的基本表征 |
3.3.2.3 MOFs的孔隙探究 |
3.3.2.4 MOFs的吸附性能 |
3.3.2.5 DFT计算 |
3.4 关于C_2H_2/CO_2和C_2H_2/C_2H_4多分离功能MOF的设计 |
3.4.1 实验部分 |
3.4.1.1 配体的合成 |
3.4.1.2 MOFs的合成 |
3.4.2 结果与讨论 |
3.4.2.1 MOFs的单晶结构 |
3.4.2.2 MOFs的基本表征 |
3.4.2.3 MOFs的孔隙探究 |
3.4.2.4 MOFs的吸附性能 |
3.4.2.5 DFT计算 |
3.5 本章小结 |
第四章 MOFs的构效关系研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 配体的合成 |
4.2.2 MOFs的合成 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 MOFs的单晶结构 |
4.3.2 MOFs的基本表征 |
4.3.3 MOFs的孔隙探究 |
4.3.4 MOFs的吸附性能 |
4.3.5 DFT计算 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录A ~1H NMR和~(13)C NMR表征 |
附录B 晶体数据 |
附录C BET和 Langmuir比表面积的计算 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(3)基于V-型羧酸配体与氮杂环配体的多功能金属有机框架的合成及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 金属有机框架概述 |
1.2 混合配体策略构筑MOFS材料 |
1.2.1 混合配体策略构筑MOFs材料的合成方法及优势 |
1.2.2 混合配体策略构筑的MOFs材料结构 |
1.3 混合配体基MOFS的应用 |
1.3.1 混合配体基MOFs的气体存储和分离应用 |
1.3.2 MOFs材料荧光调控及化学传感应用 |
1.3.3 溶剂致变色在传感方面的应用 |
1.3.4 钴基MOFs的衍生物在锂离子电池负极方面的应用 |
1.4 本论文的选题依据和主要研究内容 |
第二章 以V-型羧酸和刚性氮杂环配体构筑锌/钴基MOFs的合成、结构及应用研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 测试方法及仪器 |
2.2.2 实验方法 |
2.2.3 X-射线晶体学分析 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 合成探究 |
2.3.2 晶体结构 |
2.3.3 化学稳定性 |
2.3.4 荧光传感 |
2.3.5 荧光调控及白光发射 |
2.3.6 气体吸附和分离性能 |
2.4 小结 |
第三章 三核钴基MOF在 CH_2Cl_2中的溶剂致变色行为及其衍生物作为锂离子电池负极材料的性能探究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 测试方法及仪器 |
3.2.2 实验方法 |
3.2.3 X-射线晶体学测试 |
3.2.4 电化学测试方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 晶体结构 |
3.3.2 溶剂致变色 |
3.3.3 磁学性质 |
3.3.4 衍生物Co_3O_4的电化学性能 |
3.4 小结 |
第四章 基于2D堆积层的稳定多功能镉基MOF在气体吸附以及检测Cr~(3+)、CrO_4~(2-)和 Cr_2O_7~(2-)方面的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 测试方法及仪器 |
4.2.2 实验方法 |
4.2.3 X-射线结构测定 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 晶体结构 |
4.3.2 稳定性分析 |
4.3.3 气体吸附 |
4.3.4 荧光传感性能 |
4.3.5 荧光测试试纸的检测表现 |
4.4 小结 |
第五章 具有稀有2D互穿三柱-双层结构的多功能锌基MOF作为荧光探针检测水中Ni~(2+)和PO_4~(3-)的研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 测试方法及仪器 |
5.2.2 实验方法 |
5.2.3 晶体结构测试 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 合成讨论 |
5.3.2 晶体结构 |
5.3.3 稳定性分析 |
5.3.4 荧光传感性能 |
5.3.5 温度传感性能 |
5.3.6 化合物6 的磁学性质 |
5.4 小结 |
第六章 具有两种节点的锌基MOF及其混合基质膜在高效检测水中Fe~(3+)、CrO_4~(2-)和Cr_2O_7~(2-)的应用 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 测试方法及仪器 |
6.2.2 实验方法 |
6.2.3 X-射线结构测定 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 晶体结构 |
6.3.2 稳定性分析 |
6.3.3 气体吸附 |
6.3.4 荧光传感 |
6.3.5 荧光MMMs的检测性能 |
6.4 小结 |
第七章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间公开发表论文及着作情况 |
(4)乙炔分离纯化功能金属有机骨架材料 ——结构设计与构效关系研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 MOFs材料 |
1.3 MOFs的气体吸附存储应用 |
1.3.1 氢气的存储 |
1.3.2 甲烷的存储 |
1.3.3 乙炔(C_2H_2)的存储 |
1.4 MOFs材料的分离应用 |
1.4.1 C_2H_2的分离纯化 |
1.4.2 C_3H_6的纯化 |
1.4.3 CO_2的捕获 |
1.5 MOFs材料其它应用 |
1.5.1 MOFs材料在电化学方面应用 |
1.5.2 MOFs材料在催化方面应用 |
1.5.3 MOFs材料在药物运输的应用 |
1.6 MOFs结构设计 |
1.7 选题依据 |
第二章 异构配体对MOFs结构和选择性气体吸附性能影响 |
2.1 引言 |
2.2 配位基团异构的研究 |
2.2.1 实验部分 |
2.2.2 结果与分析 |
2.2.3 MOFs的气体吸附测试 |
2.3 官能团排列异构的研究 |
2.3.2 实验部分 |
2.3.3 结果与分析 |
2.3.4 本章小结 |
第三章 氧原子引入MOFs材料对乙炔吸附的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 表征和测试方法 |
3.2.2 配体H_2L的合成和表征 |
3.2.3 ZJNU-13 的合成与表征 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 ZJNU-13 的单晶结构 |
3.3.2 ZJNU-13 的基本表征 |
3.3.3 ZJNU-13 的气体吸附 |
3.4 本章小结 |
第四章 Nb O-型MOFs中固定N氧化物对气体吸附性能影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 表征和测试方法 |
4.2.2 配体的合成 |
4.2.3 MOFs的合成 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 MOFs的单晶结构 |
4.3.2 MOFs的基本表征 |
4.3.3 MOFs气体吸附 |
4.4 本章小结 |
第五章 不同取代基对MOFs材料结构和气体吸附的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 表征和测试方法 |
5.2.2 有机配体的合成与表征 |
5.2.3 MOFs的合成与表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.4 结论 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录A ~1H NMR和~(13)C NMR表征 |
附录B BET和 Langmuir比表面积的计算 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(5)高稳定性金属-有机骨架材料及其膜材料的制备研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 MOF简介 |
1.2.1 常见的MOF材料 |
1.2.2 MOF材料的合成方法 |
1.2.3 MOF材料的应用领域 |
1.2.4 MOF材料的稳定性 |
1.2.5 增强MOF材料稳定性的方法 |
1.3 混合基质膜简介 |
1.3.1 混合基质膜的制备方法 |
1.3.2 混合基质膜的填料 |
1.3.3 混合基质膜的分离性能 |
1.3.4 影响混合基质膜性能的因素 |
1.3.5 MOF基混合基质膜的制备方法 |
1.4 本文的研究内容及意义 |
1.5 本文的创新点 |
第二章 原位功能化制备水稳定性Cu-BTC |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂和设备 |
2.2.2 Cu-BTC-IPA的合成 |
2.2.3 材料表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 材料表征结果 |
2.3.2 Cu-BTC-IPA材料的水稳定性 |
2.3.3 Cu-BTC-IPA材料在酸性条件下的稳定性 |
2.3.4 Cu-BTC-IPA水稳定性机理研究 |
2.4 本章小结 |
第三章 聚合物改性增强MOF的水稳定性研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 MOF-PCH材料的制备 |
3.2.3 材料表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 材料表征结果 |
3.3.2 Cu-BTC-PCH材料的水稳定性 |
3.3.3 Cu-BTC-PCH材料在酸性条件下的稳定性 |
3.3.4 Cu-BTC-PCH水稳定性机理研究 |
3.3.5 MOF-PCH水稳定性研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于水稳定Cu-BTC的混合基质膜制备及分离性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验试剂 |
4.2.2 Cu-BTC-SC材料的制备 |
4.2.3 Cu-BTC-SC/Pebax~?1657 混合基质膜的制备 |
4.2.4 材料表征 |
4.2.5 膜分离性能测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 Cu-BTC-SC材料表征 |
4.3.2 Cu-BTC-SC材料的性能表征 |
4.3.3 Cu-BTC-SC稳定性机理 |
4.3.4 混合基质膜的表征 |
4.3.5 混合基质膜的性能测试 |
4.3.5.1 Cu-BTC-SC/Pebax混合基质膜的单气测试 |
4.3.5.2 Cu-BTC-SC/Pebax混合基质膜的混气测试 |
4.3.5.3 Cu-BTC-SC/Pebax混合基质膜的稳定性测试 |
4.3.6 Cu-BTC-SC/Pebax混合基质膜与其他膜性能对比 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于MOP材料的混合基质纳滤膜制备及纳滤性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验试剂 |
5.2.2 UMOP-1-NH_2材料的合成 |
5.2.3 UMOP-1-NH_2-TFN纳滤膜的制备 |
5.2.4 材料表征 |
5.2.5 膜分离性能测试 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 UMOP-1-NH_2材料表征 |
5.3.2 U-TFN膜的表征 |
5.3.3 U-TFN膜的性能表征 |
5.3.4 U-TFN膜的防污抗菌性能表征 |
5.4 本章小结 |
第六章 自组装MOP纳滤膜及其染料/盐分离性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验试剂 |
6.2.2 UMOP-1-NH_2材料的合成 |
6.2.3 UMOP-1-NH_2/TMC纳滤膜的制备 |
6.2.4 材料表征 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 UMOP-1-NH_2/TMC膜的表征 |
6.3.2 UMOP-1-NH_2/TMC膜的形貌表征 |
6.3.3 UMOP-1-NH_2/TMC膜的性能表征 |
6.3.4 UMOP-1-NH_2/TMC膜的防污抗菌性能表征 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
发表论文与参加科研情况 |
致谢 |
(6)含氮多齿配体金属有机盐及配合物的机械化学和固态反应研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 固态反应 |
1.1.1 固态反应概述 |
1.1.2 固态反应合成方法与表征 |
1.1.3 固态反应在合成领域中的应用 |
1.1.4 固态反应所面临的机遇与挑战 |
1.2 机械化学与二次球形配位 |
1.2.1 机械化学 |
1.2.2 二次球形配位 |
1.2.3 机械化学在配合物固态合成中的应用 |
1.3 本论文研究思路和主要内容 |
1.3.1 课题设计与研究思路 |
1.3.2 研究主要内容 |
第2章 双吡啶咪唑配体配合物的固态合成及其固-气反应 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要实验试剂 |
2.2.2 主要实验仪器 |
2.2.3 表征与测试方法 |
2.2.4 1,3-双(2-吡啶甲基)咪唑氯盐(L1)的机械合成及表征 |
2.2.5 金属有机盐1—3的固态研磨制备及其表征 |
2.2.6 晶体1—6的结构测定 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 金属有机盐1—3的结构分析 |
2.3.2 配合物4—6的结构分析 |
2.3.3 金属有机盐1—3的热稳定性分析(TGA) |
2.3.4 配合物4—6的“一锅两步法”固态合成 |
2.3.5配合物4—6固态可逆转化为金属有机盐1—3 |
2.3.6 化合物1—6的固体荧光 |
2.4 本章小结 |
第3章 无孔配合物的固-气反应及机械化学的选择性 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要实验试剂 |
3.2.2 主要实验仪器 |
3.2.3 表征与测试方法 |
3.2.4 配体(1R,2R)-N,N'-二苄基-1,2-环己二胺(L2)的合成及表征 |
3.2.5 晶体7—10的制备及其表征 |
3.2.6 晶体7—10的结构测定 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 晶体7—10的结构分析 |
3.3.2 无孔配合物的7和8“双分子”气体吸附 |
3.3.3 金属有机盐9,10的热稳定性分析 |
3.3.4 机械选择性合成配合物8 |
3.3.5 密度泛函理论(DFT)固态量子力学(QM)计算 |
3.3.6 化合物7,8,9作为功能材料的潜在应用 |
3.4 本章小结 |
第4章 含氮四齿配体无孔铜(Ⅱ)盐在一次和二次球形配位间的固态反应性 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要实验试剂 |
4.2.2 主要实验仪器 |
4.2.3 表征与测试方法 |
4.2.4 配体(1R,2R)-N,N'-双(吡啶-3-亚甲基)环己烷-1,2-二胺(L3)的合成及表征 |
4.2.5 质子化配体L3'及11—13的制备及其表征 |
4.2.6 质子化配体L3'及11—13的结构测定 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 晶体L3'及11—13的结构分析 |
4.3.2 金属有机盐11,12的热稳定性分析(TGA) |
4.3.3 金属有机盐11和12之间的相互转化 |
4.3.4 无孔化合物12和13之间的固态相互转化 |
4.3.5 分子模拟 |
4.3.6 L3'及11—13的固体荧光光谱 |
4.4 本章小结 |
第5章 结合DFT计算研究Cu(Ⅱ)化合物在固-气和固-固反应中的结构调整和转变 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 主要实验试剂 |
5.2.2 主要实验仪器 |
5.2.3 表征与测试方法 |
5.2.4 配体(1R,2R)-N,N'-双(吡啶-4-亚甲基)环己烷-1,2-二胺(L4)的合成及表征 |
5.2.5 L4'及14—18的制备及其表征 |
5.2.6 质子化配体L4'及14—18的结构测定 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 晶体L4'及14,15的结构分析 |
5.3.2 晶体16—18的结构分析 |
5.3.3 14—18的热稳定性分析(TGA) |
5.3.4 金属有机盐14,15固态条件下的定量动态相互转化 |
5.3.5 密度泛函理论(DFT)计算L4',14,15的相对稳定性 |
5.3.6 金属有机盐16的固-气反应 |
5.3.7 金属有机盐17的固态反应 |
5.3.8 配位聚合物18的固态合成及对染料和I2分子的吸附 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(7)ZSM-5分子筛骨架铝分布及孔结构性质的调变(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
创新点 |
引言 |
第1章 文献综述 |
1.1 ZSM-5 分子筛 |
1.2 ZSM-5 分子筛的骨架铝分布 |
1.2.1 ZSM-5 分子筛骨架铝分布的表征 |
1.2.2 ZSM-5 分子筛骨架铝分布的调变 |
1.2.3 ZSM-5 分子筛骨架铝分布对反应的影响 |
1.3 微孔ZSM-5 分子筛的应用限制 |
1.4 等级孔分子筛 |
1.4.1 后处理法制备等级孔分子筛 |
1.4.2 模板法制备等级孔分子筛 |
1.5 分子筛的绿色合成 |
1.5.1 无模板剂合成分子筛 |
1.5.2 从天然矿物合成分子筛 |
1.6 课题选择及研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 主要试剂及原料 |
2.2 合成产物的表征方法 |
2.2.1 X射线衍射(XRD) |
2.2.2 N_2吸附-脱附 |
2.2.3 FESEM |
2.2.4 NH3程序升温脱附(NH_3-TPD) |
2.2.5 吡啶吸附-傅里叶变换红外(Py-FTIR) |
2.2.6 TEM |
2.2.7 X射线荧光光谱(XRF) |
2.2.8 电感耦合等离子体元素分析(ICP) |
2.2.9 MAS NMR |
2.2.10 热重分析(TG-DTA) |
2.2.11 傅里叶变换红外光谱(FTIR) |
2.2.12 紫外-拉曼光谱(UV-Raman) |
2.2.13 紫外可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS) |
2.2.14 粒径分布(PSD) |
2.3 催化性能评价 |
2.3.1 反应评价装置 |
2.3.2 水热评价装置 |
2.3.3 产物分析方法 |
2.3.4 催化性能评价指标 |
第3章 从天然矿物无模板剂合成具有特定骨架铝分布的ZSM-5 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 ZSM-5 分子筛的合成 |
3.2.2 甲醇转化催化剂的制备 |
3.2.3 分析及表征方法 |
3.2.4 催化剂性能评价 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 XRD |
3.3.2 FESEM |
3.3.3 N_2吸附-脱附 |
3.3.4 产物组成 |
3.3.5 酸性 |
3.3.6 27Al MAS NMR |
3.3.7 配对铝和孤立铝 |
3.4 异质晶种对分子筛产品骨架铝分布的影响 |
3.5 ZSM-5 分子筛催化剂的MTA催化性能评价 |
3.6 小结 |
第4章 从天然矿物无介孔模板剂合成具有晶间次级孔的等级孔ZSM-5 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 等级孔ZSM-5 分子筛的合成 |
4.2.2 正辛烷临氢异构化催化剂的制备 |
4.2.3 分析及表征方法 |
4.2.4 催化剂性能评价 |
4.3 合成体系参数对合成产物织构性质的影响 |
4.3.1 微孔模板剂用量 |
4.3.2 碱度 |
4.3.3 老化时间 |
4.3.4 晶化温度 |
4.4 晶间次级孔产生的机理 |
4.5 具有晶间次级孔的等级孔ZSM-5 分子筛的物化性质 |
4.6 ZSM-5 分子筛催化剂的正辛烷临氢异构化性能评价 |
4.7 小结 |
第5章 酚醛树脂辅助合成富含晶内次级孔的等级孔ZSM-5 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 富含晶内次级孔的等级孔ZSM-5 分子筛的合成 |
5.2.2 正辛烷临氢异构化催化剂的制备 |
5.2.3 分析及表征方法 |
5.2.4 催化剂性能评价 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 FESEM |
5.3.2 TEM |
5.3.3 N_2吸附-脱附 |
5.3.4 XRD |
5.3.5 水热稳定性 |
5.3.6 ~(29)Si MAS NMR |
5.3.7 ~(27)Al MAS NMR |
5.3.8 FTIR |
5.3.9 NH_3-TPD |
5.3.10 Py-FTIR |
5.4 ZSM-5 分子筛催化剂的正辛烷临氢异构化性能评价 |
5.5 酚醛树脂辅助合成晶内次级孔的合成原理 |
5.6 小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
学位论文数据集 |
(8)多功能金属-有机骨架材料的构筑及对环境中污染物的检测与处理(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 金属-有机骨架材料的简介及发展 |
1.3 金属-有机骨架材料的合成方法 |
1.3.1 水(溶剂)热合成法 |
1.3.2 溶胶-凝胶合成法 |
1.3.3 溶剂挥发法 |
1.3.4 微波加热合成法 |
1.3.5 扩散法 |
1.4 金属-有机骨架材料的分类 |
1.4.1 IRMOF类材料 |
1.4.2 ZIF类材料 |
1.4.3 MIL类材料 |
1.4.4 UiO类材料 |
1.5 金属-有机骨架材料的应用 |
1.5.1 催化材料 |
1.5.2 荧光检测与传感材料 |
1.5.3 吸附与分离材料 |
1.5.4 储氢材料 |
1.5.5 磁性材料 |
1.5.6 药物缓释 |
1.6 论文的选题目的、研究意义及研究内容 |
第二章 基于5-(二(4-苄基苯甲酸)氨基)苯-1,3-二甲酸配体构筑配合物的结构及其光催化降解性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 试剂与仪器 |
2.2.2 配合物[Zn_2L]_n(1)的合成 |
2.2.3 配合物[Mn(H_2L)(H_2O)]_n(2)的合成 |
2.2.4 配合物[Cd(H_2L)(H_2O)_2]_n·nH_2O(3)的合成 |
2.2.5 配合物[Pb_2L(H_2O)]_n·3nH_2O·nDMF(4)的合成 |
2.2.6 配合物1-4的表征方法 |
2.2.7 样品活化 |
2.2.8 光催化活性研究 |
2.2.9 活性物种捕获实验 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 晶体结构的测定与晶体学数据 |
2.3.2 X-射线单晶结构分析 |
2.3.3 配合物1-4的PXRD谱图分析 |
2.3.4 配合物1-4的TG及 TG-FTIR分析 |
2.3.5 配合物1-4的气体吸附研究 |
2.3.6 配合物1-4的光学性质分析 |
2.3.7 光催化性能研究 |
2.3.8 光催化机理分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于2-(2或3-羧基苯基)咪唑并[4,5-f][1,10]邻菲啰啉配体构筑配合物的结构及其荧光传感性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 试剂与仪器 |
3.2.2 配合物[Cu_2(2-NCP)_2(H_2N-bpdc)]_n(5)的合成 |
3.2.3 配合物[Pb_2(2-NCP)_2(H_2N-bpdc)]_n(6)的合成 |
3.2.4 配合物[Cd(3-NCP)_2]_n(7)的合成 |
3.2.5 表征方法 |
3.2.6 荧光检测实验 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 晶体结构的测定与晶体学数据 |
3.3.2 X-射线单晶结构分析 |
3.3.3 配合物5-7的X-射线粉末衍射和热重分析 |
3.3.4 荧光光谱分析 |
3.3.5 配合物7的荧光传感性能研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于2-(4-羧基苯基)咪唑并[4,5-f][1,10]邻菲啰啉和芳香羧酸配体构筑配合物的结构及其荧光传感性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试剂与仪器 |
4.2.2 配合物[Eu(4-NCP)(1,4-bdc)]_n·0.5H_2O(8)的合成 |
4.2.3 配合物[Tb(4-NCP)(1,4-bdc)]_n·2H_2O(9)的合成 |
4.2.4 配合物[Eu(4-NCP)(4,4'-bpdc)]_n·0.75H_2O(10)的合成 |
4.2.5 配合物8-10的表征方法 |
4.2.6 荧光检测实验 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 晶体结构的测定与晶体学数据 |
4.3.2 X-射线单晶结构分析 |
4.3.3 配合物8-10的PXRD谱图分析 |
4.3.4 配合物8-10的TG分析 |
4.3.5 配合物8-10的气体吸附研究 |
4.3.6 配合物8-10的固体荧光分析 |
4.3.7 配合物10的荧光传感性能研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于MOFs-Shell型多孔材料的构筑及其选择性吸附分离性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验试剂和仪器 |
5.2.2 HKUST-1 Shell材料的制备 |
5.2.3 HKUST-1 Shell材料的表征 |
5.2.4 吸附动力学实验 |
5.2.5 吸附等温线实验 |
5.2.6 MOFs材料的再生实验 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 HKUST-1 Shell材料的XRD表征 |
5.3.2 HKUST-1 Shell材料的FT-IR表征 |
5.3.3 HKUST-1 Shell材料的形貌分析 |
5.3.4 HKUST-1 Shell材料的TG分析 |
5.3.5 HKUST-1 Shell材料的XPS分析 |
5.3.6 HKUST-1 Shell材料的比表面积(BET)分析 |
5.3.7 HKUST-1 Shell材料选择性吸附硝基苯的研究 |
5.3.8 pH值对HKUST-1 Shell吸附硝基苯的影响 |
5.3.9 混合时间对HKUST-1 Shell吸附硝基苯的影响 |
5.3.10 温度对HKUST-1 Shell吸附硝基苯的影响 |
5.3.11 离子强度对HKUST-1 Shell吸附硝基苯的影响 |
5.3.12 HKUST-1 Shell对硝基苯吸附等温线的研究 |
5.3.13 HKUST-1 Shell对硝基苯吸附动力学的研究 |
5.3.14 HKUST-1 Shell的再生实验 |
5.4 小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(9)基于三嗪多羧酸配体的多孔金属有机框架的构筑及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 金属有机骨架(MOFs)的简介 |
1.1.1 金属有机骨架的发展 |
1.1.2 金属有机骨架的合成 |
1.1.3 金属有机骨架的结构特点 |
1.2 锕系金属有机骨架(An-MOFs)的研究进展 |
1.2.1 锕系元素的概述 |
1.2.2 铀酰有机骨架的研究进展 |
1.2.3 含钍金属有机骨架的研究进展 |
1.3 基于三嗪多羧酸配体MOFs的构筑及研究进展 |
1.3.1 三嗪衍生物的介绍 |
1.3.2 三嗪多羧酸配体的概述 |
1.3.3 气体的吸附与分离 |
1.3.4 有机染料污染物的吸附 |
1.3.5 重金属离子的吸附 |
1.3.6 药物传输 |
1.3.7 荧光传感 |
1.3.8 光电性能 |
1.4 碘吸附的研究现状 |
1.4.1 吸附的基本理论 |
1.4.2 三嗪共轭微孔聚合物(TCMPs)对碘吸附的研究 |
1.4.3 具有共轭π-电子配体的MOFs对碘的捕获 |
1.4.4 -NH_2或-OH官能化的MOFs对碘的吸附研究 |
1.5 本课题的选题依据及研究成果 |
1.5.1 本课题的选题依据 |
1.5.2 本课题的研究成果 |
第二章 实验试剂、实验仪器及表征方法 |
2.1 主要试剂 |
2.2 实验仪器 |
2.3 表征方法 |
第三章 三嗪多羧酸配体的合成及结构表征 |
引言 |
3.1 三嗪多羧酸配体的合成路线 |
3.2 三嗪多羧酸配体的合成方法 |
3.2.1 配体2,4,6-三(4-羧基苯胺基)-1,3,5-三嗪(H_3TATAB) |
3.2.2 配体2,4,6-三(3,5-二羧基苯胺基)-1,3,5-三嗪(H_6TDPAT) |
3.2.3 配体1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨六乙酸(H_6TTHA) |
3.3 三嗪多羧酸配体的结构表征 |
3.3.1 配体1-3的红外光谱 |
3.3.2 配体1-3的紫外-可见光谱 |
3.3.3 配体1-2的核磁共振 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于三嗪多羧酸配体的锕系金属有机骨架的合成、结构与性能研究 |
引言 |
4.1 设计思想 |
4.2 配合物1-4的合成 |
4.2.1 配合物1 [(CH_3)_2NH_2] [UO_2(TATAB)]·2DMF·4H_2O |
4.2.2 配合物2 Th_6O_4(OH)_4(H_2O)_6(TATAB)_2(HCO_2)_6·5DMF·3H_2O |
4.2.3 配合物3 [(CH_3)_2NH_2]_(2.5)(UO_2)_(2.5)(TDPAT)(TDPAT~*)_(0.5)·6.5H_2O |
4.2.4 配合物4 Th_6O_4(OH)_4(H_2O)_6(H_2TTHA)_2(HCO_2)_4·3DMF·14H_2O |
4.2.5 合成讨论 |
4.3 配合物1-4的晶体数据 |
4.4 配合物1-4的结构描述与讨论 |
4.4.1 配合物1的结构描述 |
4.4.2 配合物2的结构描述 |
4.4.3 配合物3的结构描述 |
4.4.4 配合物4的结构描述 |
4.4.5 配合物1-4的结构比较 |
4.5 配合物1-4的光谱表征 |
4.5.1 配合物1-4的红外光谱 |
4.5.2 配合物1-4的紫外-可见光谱 |
4.5.3 配合物1-4的X-射线粉末衍射分析 |
4.5.4 配合物1-4的热重分析 |
4.5.5 配合物1和3的固态荧光光谱指认与归属 |
4.6 配合物1-4对碘的吸附性能研究 |
4.6.1 配合物1对碘的吸附性能研究 |
4.6.2 配合物2对碘的吸附性能研究 |
4.6.3 配合物3-4对碘的吸附性能研究 |
4.6.4 配合物1-4对碘吸附性能的对比讨论 |
4.7 配合物1-3对染料的吸附性能研究 |
4.7.1 配合物1对染料的吸附性能研究 |
4.7.2 配合物2对染料的吸附性能研究 |
4.7.3 配合物3对染料的吸附性能研究 |
4.7.4 配合物1-3对染料吸附研究的对比讨论 |
4.8 配合物3对铀酰离子的吸附研究 |
4.9 本章小结 |
第五章 基于三嗪多羧酸配体的镧系金属有机骨架的合成、结构与性能研究 |
引言 |
5.1 设计思想 |
5.2 基于三嗪三羧酸配体HrTATAB的稀土配合物Ln-TATAB(5-11)的合成 |
5.2.1 配合物5 Eu_2(TATAB)_2·6DMF·4H_2O |
5.2.2 配合物6 Gd_2(TATAB)_2·6DMF·4H_2O |
5.2.3 配合物7 Tb_2(TATAB)_2·4DMF·4H_2O |
5.2.4 配合物8 Dy_2(TATAB)_2·4DMF·4H_2O |
5.2.5 配合物9 Ho_2(TATAB)_2·4DMF·4H_2O |
5.2.6 配合物10 Er_2(TATAB)_2·4DMF·4H_2O |
5.2.7 配合物11 Y_2(TATAB)_2·6DMF·4H_2O |
5.3 配合物5-11的晶体数据 |
5.4 配合物5-11的结构描述 |
5.5 配合物5-11的光谱表征 |
5.5.1 配合物5-11的红外光谱 |
5.5.2 配合物5-11的紫外-可见-近红光谱 |
5.5.3 配合物5-11的热重分析 |
5.5.4 配合物5-11的X-射线粉末衍射分析 |
5.5.5 配合物5,7和8的固态荧光光谱的指认与归属 |
5.6 配合物5对碘的吸附研究 |
5.7 配合物5对染料的吸附研究 |
5.8 基于三嗪六羧酸配体H_6TDPAT的稀土配合物Ln-TDPAT(12-16)的合成 |
5.8.1 配合物12 Eu_2(TDPAT)_2(μ_2-O)(H_2O)_2·H_2O |
5.8.2 配合物13 Gd_2(TDPAT)_2(μ_2-O)(H_2O)_2·H_2O |
5.8.3 配合物14 Tb_2(TDPAT)_2(μ_2-O)(H_2O)_2·H_2O |
5.8.4 配合物15 Dy_2(TDPAT)_2(μ_2-O)(H_2O)_2·H_2O |
5.8.5 配合物16 [(CH_3)_2NH_2]_2Tb_3(TDPAT)(CH_3COO)_2(C_2O_4)_(1.5)(H_2O)_4 |
5.9 合成讨论 |
5.10 配合物12-16的晶体数据 |
5.11 配合物12-16的结构描述 |
5.12 配合物5-16的结构比较 |
5.13 本章小结 |
第六章 基于三嗪多羧酸配体的过渡金属有机骨架的合成、结构与性能研究 |
引言 |
6.1 设计思想 |
6.2 配合物17-19的合成 |
6.2.1 配合物17 Zn_3(TDPAT)(H_2O)_3·4DMF·H_2O |
6.2.2 配合物18 [(CH_3)_2NH_2]_(12)[Co(H_2O)_6]_3{Co_6(η~6-TATAT)_4(H_2O)_(12)} 12·H_2O |
6.2.3 配合物19 [(CH_3)_2NH_2]_(12)[Ni(H_2O)_6]_3{Ni_6(η~6-TATAT)_4(H_2O)_(12)} 12·H_2O |
6.2.4 合成讨论 |
6.3 配合物17-19的晶体数据 |
6.4 配合物17-19的结构描述 |
6.4.1 配合物17的结构描述 |
6.4.2 配合物18-19的结构描述 |
6.4.3 配合物17-19的结构比较 |
6.5 配合物17-19的光谱表征 |
6.5.1 配合物17-19的红外光谱 |
6.5.2 配合物17-19的紫外-可见-近红外光谱 |
6.5.3 配合物17-19的X-射线粉末衍射分析 |
6.5.4 配合物17-19的热重分析 |
6.6 配合物17的固态荧光光谱及白光发射调节 |
6.6.1 配合物17的固态荧光光谱指认与归属 |
6.6.2 单独封装Tb~(3+)或Eu~(3+)的配合物17的可调发光性能 |
6.6.3 同时封装Tb~(3+)和Eu~(3+)的配合物17的可调发光性能和白光发射调节 |
6.6.4 发光寿命和量子产率 |
6.7 配合物17-19对碘的吸附性能研究 |
6.7.1 配合物17-19对碘的吸附性能研究 |
6.7.2 配合物17-19对碘吸附性能的对比讨论 |
6.7.3 配合物1-5和17-19对碘吸附性能的对比讨论 |
6.8 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间学术论文发表情况 |
附录A 晶体学数据表 |
附录B MOFs样品的量子产率图 |
致谢 |
作者简历 |
(10)基于羧基苯膦酸配体的金属有机框架材料的质子传导和吸附性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
绪论 |
0.1 金属有机框架的简介 |
0.2 金属有机框架的应用 |
0.2.1 质子传导 |
0.2.2 气体吸附与分离 |
0.2.3 荧光检测 |
0.3 羧酸膦酸MOFs的研究现状 |
0.4 本论文的选题目的与研究意义 |
第一章 通过增强膦酸与功能基团的协同作用来提高金属膦酸盐的质子电导率 |
第一节 引言 |
第二节 实验部分 |
1.2.1 测试与表征 |
1.2.2 实验试剂 |
1.2.3 配体4-cppH_3的合成 |
1.2.4 化合物的合成 |
第三节 结果与讨论 |
1.3.1 晶体结构与表征 |
1.3.2 基本表征和稳定性 |
1.3.3 质子传导 |
第四节 本章小结 |
第二章 通过增加配体的长度来提高金属有机框架的质子电导率 |
第一节 引言 |
第二节 实验部分 |
2.2.1 测试与表征 |
2.2.2 实验试剂 |
2.2.3 配体4-cppH_3的合成 |
2.2.4 化合物[Cu(4-cpph)(etbipy)]3.5H_2O·DMF(FJU-810)的合成 |
第三节 结果与讨论 |
2.3.1 晶体结构与表征 |
2.3.2 质子传导 |
第四节 本章小结 |
第三章 一种新型铜基MOFs用于分离C_2H_2/CH_4和C_2H_2/CO_2混合物 |
第一节 引言 |
第二节 实验部分 |
3.2.1 测试与表征 |
3.2.2 实验试剂 |
3.2.3 配体H_4L的合成 |
3.2.4 化合物[Cu(μ-OH)_(0.5)(L~(4-))_(0.5)(bpe)_(0.5)]·DMF·3H_2O(FJU-812)的合成 |
第三节 结果与讨论 |
3.3.1 晶体结构与表征 |
3.3.2 基本表征与化学稳定性 |
3.3.3 气体吸附性能 |
3.3.4 穿透分离实验 |
第四节 本章小结 |
第四章 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
个人简历 |
四、Comm Works为3G提供新方案(论文参考文献)
- [1]氧化钨纳米材料的气体传感特性及机理研究[D]. 彭芳. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [2]基于N、O配体的MOFs材料 ——结构调控、功能探索与构效关系研究[D]. 蒋珍珍. 浙江师范大学, 2021(02)
- [3]基于V-型羧酸配体与氮杂环配体的多功能金属有机框架的合成及性能研究[D]. 秦博文. 东北师范大学, 2021(09)
- [4]乙炔分离纯化功能金属有机骨架材料 ——结构设计与构效关系研究[D]. 许婷婷. 浙江师范大学, 2021(02)
- [5]高稳定性金属-有机骨架材料及其膜材料的制备研究[D]. 许山山. 天津工业大学, 2021(01)
- [6]含氮多齿配体金属有机盐及配合物的机械化学和固态反应研究[D]. 李海涛. 辽宁大学, 2020(07)
- [7]ZSM-5分子筛骨架铝分布及孔结构性质的调变[D]. 周彦妮. 中国石油大学(北京), 2020(02)
- [8]多功能金属-有机骨架材料的构筑及对环境中污染物的检测与处理[D]. 乔宇. 长安大学, 2020(06)
- [9]基于三嗪多羧酸配体的多孔金属有机框架的构筑及性能研究[D]. 张娜. 辽宁师范大学, 2020
- [10]基于羧基苯膦酸配体的金属有机框架材料的质子传导和吸附性能研究[D]. 阙珍妮. 福建师范大学, 2020(12)