金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)衍生的納米材料及其在電化學(xué)中的應(yīng)用.pdf

1、金屬有機(jī)框架材料(Metal-Organic Frameworks, MOFs)是一類新型多孔材料，它具有功能性的孔道、高的比表面積、穩(wěn)定而多樣的結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。MOFs在選擇性催化、分子識(shí)別、可逆性主客體分子(離子)交換、分離與提純、生物傳感材料、光電材料、磁性材料和芯片等新材料的開(kāi)發(fā)中都有巨大潛在應(yīng)用價(jià)值。
　　近年來(lái)研究人員逐漸將目光從研究MOFs本身性質(zhì)向改進(jìn)和開(kāi)發(fā)利用MOFs衍生材料方面轉(zhuǎn)移。利用MOFs孔徑、尺寸可調(diào)控和結(jié)

2、構(gòu)、成分多樣化的特點(diǎn)設(shè)計(jì)合成了種類繁多的衍生材料。
　　在本論文中，我們利用不同的MOFs作為前體，通過(guò)兩種截然不同的方法-煅燒法和刻蝕法合成了特殊形貌的金屬氧化物復(fù)合材料。
　　第一個(gè)體系以MIL-88A為前體，利用一步燒結(jié)的方法合成了四氧化三鐵與碳的復(fù)合材料。為了研究不同的前體對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響，我們通過(guò)改變合成條件得到了形貌不同的前體MIL-88A。同時(shí)為了觀察轉(zhuǎn)化過(guò)程，將每個(gè)溫度段得到的產(chǎn)物都進(jìn)行了表征。最后我們探討了

3、不同產(chǎn)物在N-乙?；被岬膫鞲衅髦械膽?yīng)用性能。
　　第二個(gè)工作體系改變了一貫的煅燒合成MOFs衍生金屬氧化物納米材料的方法，采用更溫和的濕化學(xué)法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是低能量消耗，反應(yīng)條件容易控制，在金屬氧化物或者其他衍生晶體生長(zhǎng)過(guò)程中不易出現(xiàn)團(tuán)聚的現(xiàn)象。在該工作中，我們巧妙的選擇雙金屬普魯士藍(lán)類似物(PBA)作為前體，通過(guò)金屬含量變化和結(jié)構(gòu)的改變來(lái)推測(cè)反應(yīng)過(guò)程。有趣的是，實(shí)驗(yàn)成功合成了具有內(nèi)部空穴的六面體“盒子”。雖然外殼的成分無(wú)法精

4、確判斷，但通過(guò) XRD、XPS等表征可以推測(cè)其主要成分是鈷的氫氧化物和鈷的氧化物。經(jīng)過(guò)刻蝕后的納米顆粒具備對(duì)葡萄糖有很好的氧化催化性能。
　　在第一個(gè)工作體系的基礎(chǔ)上，我們選擇了一種合成條件溫和，產(chǎn)率較高的方法來(lái)合成MIL-88A。為了得到MIL-88A的陣列結(jié)構(gòu)，第三個(gè)體系中我們用洋麻桿生物碳作為基底：一方面功能化的碳材料可作為物理支撐控制陣列的生長(zhǎng)，另一方面該生物碳材料自身具有廉價(jià)易得、多孔、壁薄、質(zhì)地輕等優(yōu)點(diǎn)。我們將有序生長(zhǎng)