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金属有机框架材料(MOFs)的电子束辐射稳定性
1
作者 刘泽鹏 蒙宇 +3 位作者 李林繁 李景烨 王自强 虞鸣 《辐射研究与辐射工艺学报》 CAS CSCD 2024年第1期18-27,共10页
本研究在不同气氛(空气、氮气)、分散液(水、甲醇、乙醇)以及不同剂量条件下对4种典型的金属有机框架材料(MOFs)(MIL-101(Cr)、ZIF-8、UiO-66和UiO-66-NH2)进行了电子束辐照处理。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射谱和扫描电子显微镜... 本研究在不同气氛(空气、氮气)、分散液(水、甲醇、乙醇)以及不同剂量条件下对4种典型的金属有机框架材料(MOFs)(MIL-101(Cr)、ZIF-8、UiO-66和UiO-66-NH2)进行了电子束辐照处理。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射谱和扫描电子显微镜等方法对MOFs材料在辐照前后的化学组成、晶体结构和表面形貌进行表征。结果表明,上述4种MOFs材料在高于5000 kGy的剂量辐照后,其相应的红外特征峰、衍射峰和表面形貌特征均未产生显著变化,表现出了良好的辐射稳定性。这为MOFs材料在辐射环境下的进一步应用提供了研究基础。 展开更多
关键词 金属有机框架材料(mofs) 辐射稳定性 辐照 吸收剂量
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金属有机框架及碳基材料在室内有机污染物控制中的研究进展
2
作者 杨明 孙杰 +3 位作者 王金泽 崔占朋 吴敏 杜伟 《材料导报》 北大核心 2025年第4期41-48,共8页
室内空气污染已被公认为是影响人类健康的重要因素,因此控制室内空气污染对人体健康具有重要意义。金属有机框架和碳基材料在治理室内空气污染中展示了良好的潜力。本文综述了金属有机框架和碳基材料作为吸附剂和光催化剂在室内空气污... 室内空气污染已被公认为是影响人类健康的重要因素,因此控制室内空气污染对人体健康具有重要意义。金属有机框架和碳基材料在治理室内空气污染中展示了良好的潜力。本文综述了金属有机框架和碳基材料作为吸附剂和光催化剂在室内空气污染控制中的研究进展,详细讨论了活性炭、生物炭、活性炭纤维、金属有机框架、石墨烯及石墨烯衍生物和石墨相氮化碳在室内空气污染控制中的利用现状,厘清了吸附材料和光催化材料在治理室内挥发性有机物和颗粒物中的效果,并探讨了其影响因素及存在问题。针对金属有机框架和碳基材料目前存在的问题,提出了金属有机框架和碳基材料在室内空气污染控制方面的发展方向,这将有助于开发廉价高效的吸附材料和光催化材料,为实现室内空气污染控制提供技术支撑。 展开更多
关键词 室内空气污染 金属有机框架材料 碳基材料 吸附 光催化
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金属-有机框架物(MOFs)储氢材料研究进展 被引量：5
3
作者 郑倩 徐绘 +1 位作者 崔元靖 钱国栋 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期106-110,共5页
介绍了一种新型储氢材料——金属-有机框架物(Metal-organic framework,MOFs)。该材料具有许多优异的性能,如密度小、比表面积大、气孔率高等,并可通过组装来控制框架物的结构和孔径的大小,是一种具有发展前景的新型储氢材料。在总结、... 介绍了一种新型储氢材料——金属-有机框架物(Metal-organic framework,MOFs)。该材料具有许多优异的性能,如密度小、比表面积大、气孔率高等,并可通过组装来控制框架物的结构和孔径的大小,是一种具有发展前景的新型储氢材料。在总结、评述MOFs储氢材料制备、表征、储氢性能及其影响因素等研究进展的基础上提出了今后的研究重点和发展方向。 展开更多
关键词 多孔材料 金属-有机框架物 储氢
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金属有机框架(MOFs)在阻燃高分子材料方面的应用 被引量：5
4
作者 王静 梁斌 席满意 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期249-252,共4页
介绍了金属有机框架(MOFs)的基本结构,论述了MOFs材料常用的3种制备方法,分别为超声法、溶剂法与扩散反应法,综述了近年来MOFs材料在阻燃高分子材料方面的最新研究进展,并对MOF材料在阻燃高分子材料中的发展应用前景进行了展望。
关键词 金属有机框架 高分子材料 阻燃性能 阻燃机理
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我国金属有机框架(MOF)材料规模化生产获突破
5
《石化技术与应用》 CAS 2024年第2期124-124,共1页
据《中化新网》2024-01-15报道,蓝廷新能源科技(浙江)有限公司建成国内首条10t/aMOF材料中试生产线,并合成出优质产品。MOF材料也称为多孔配位聚合物(PCPs),是由具有配位位点的金属离子或离子簇与含氧(氮)的有机配体分子,以自组装的方... 据《中化新网》2024-01-15报道,蓝廷新能源科技(浙江)有限公司建成国内首条10t/aMOF材料中试生产线,并合成出优质产品。MOF材料也称为多孔配位聚合物(PCPs),是由具有配位位点的金属离子或离子簇与含氧(氮)的有机配体分子,以自组装的方式形成的一类超多孔材料,金属通过有机连接体相互连接形成的多孔结构是其独有结构。将不同的金属和有机配体以不同的方式组合,可以得到具有特定结构与孔道尺寸的材料,从而实现特定的性能。目前,科学家已经设计了88000多个精确定制的MOF材料,在农业、制药等诸多领域有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 金属有机框架 有机配体 连接体 离子簇 优质产品 特定结构 多孔材料 规模化生产
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梭形含钴MOFs材料协同催化双烯烃空气环氧化反应
6
作者 张望 鲁新环 +4 位作者 董妍红 郭昊天 严姗 周丹 夏清华 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第4期45-53,共9页
金属有机框架(MOFs)材料由于具有酸性和表面结构可调控的特点被广泛应用于多相催化反应.本文设计并合成出一种含金属Co的梭形双金属MOF材料(ZnCo-MOFs),其可直接用于常规水热反应促进双烯烃空气环氧化反应,解决了双烯烃使用常规水热法... 金属有机框架(MOFs)材料由于具有酸性和表面结构可调控的特点被广泛应用于多相催化反应.本文设计并合成出一种含金属Co的梭形双金属MOF材料(ZnCo-MOFs),其可直接用于常规水热反应促进双烯烃空气环氧化反应,解决了双烯烃使用常规水热法反应困难的问题.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了该材料.ZnCo-MOFs能够在无还原剂和引发剂的情况下催化双烯烃空气环氧化反应,相比单烯烃其效率明显提升.以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为反应溶剂,仅90℃水浴搅拌条件下反应5 h,双烯烃环辛烯和苯乙烯的转化率分别达97.0%和98.8%,环氧选择性分别为98.4%和92.7%.该催化剂在多次循环使用后依然没有失活,具有良好的循环稳定性. 展开更多
关键词 梭形含钴金属有机框架材料 协同催化 双烯烃 空气环氧化
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金属有机框架材料用于光催化CO_(2)还原的研究进展
7
作者 王正民 赵胜斌 +1 位作者 钱庆一 赵秋萍 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期277-281,共5页
CO_(2)光催化还原转化为有价值的碳氢燃料和化工原料是达成“碳中和”目标的重要途径。金属有机框架材料(MOFs)是一种由有机配位体和金属离子或团簇通过配位键形成的有机-无机杂化材料,具有超高的比表面积、可调的孔结构,并易于功能化修... CO_(2)光催化还原转化为有价值的碳氢燃料和化工原料是达成“碳中和”目标的重要途径。金属有机框架材料(MOFs)是一种由有机配位体和金属离子或团簇通过配位键形成的有机-无机杂化材料,具有超高的比表面积、可调的孔结构,并易于功能化修饰,在CO_(2)光催化还原反应中展现出良好的应用前景。总结了基于MOFs的新型功能材料绿色光催化CO_(2)还原的最新研究进展,探讨了改性及功能化MOFs材料及MOFs衍生物的光催化CO_(2)还原反应机理,并从理化特性上分析了材料性能优势的成因。总结了提高光催化还原CO_(2)反应的活性和选择性的策略。在此基础上,对这类新型催化剂面临的主要问题和未来发展进行了总结与展望。 展开更多
关键词 CO_(2)还原 金属有机框架材料 光催化
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金属有机框架材料(MOFs)在光催化有机合成中的应用 被引量：8
8
作者 孙登荣 李朝晖 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期756-764,共9页
能源紧缺和环境污染是目前人类面临的两个严峻的问题,因此寻找和开发新型绿色能源成为当前研究的热点之一。太阳能是一种绿色无污染并且可再生的能源,将太阳能转换为有用的化学能是解决能源和环境问题的有效途径之一。金属有机框架材料(... 能源紧缺和环境污染是目前人类面临的两个严峻的问题,因此寻找和开发新型绿色能源成为当前研究的热点之一。太阳能是一种绿色无污染并且可再生的能源,将太阳能转换为有用的化学能是解决能源和环境问题的有效途径之一。金属有机框架材料(MOFs)是一类由金属或金属-氧单元通过有机配体连接形成的具有周期性网络结构的三维多孔材料。MOFs不仅具有与分子筛类似的拓扑结构,而且其金属-氧单元可以看做分立的半导体量子点,具有类似半导体的性质。因此,MOFs作为一类很有潜力的光催化材料吸引了广大研究学者的注意,并已经在光解水产氢、污染物降解以及光催化有机合成等领域得到一些应用。其中,MOFs在光催化有机合成中的应用成为近几年的研究热点。总结了MOFs材料在光催化氧化、CO2还原以及一些复杂的光诱导有机合成中的应用;同时以光还原CO2为模型反应,对提高MOFs光催化性能的方法进行了总结和分析,充分展示了MOFs基材料在光催化应用中的优越性;最后,对MOFs在光催化有机合成中的应用前景进行了展望,强调了将MOFs的光催化特性与金属/配体/客体分子等的催化性能结合,发展多功能的MOFs光催化材料的发展前景。 展开更多
关键词 金属有机框架材料 光催化 多功能材料 有机合成 CO2还原 后修饰
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织物基金属有机框架复合材料的制备及应用研究进展 被引量：1
9
作者 刘冬冬 刘秀明 +3 位作者 房宽峻 李政 巩继贤 李秋瑾 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期92-101,共10页
金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)材料作为第三代多孔材料,因其高比表面积、高稳定性、化学可调性等功能特性而备受关注,尤其在各种轻质和柔性基材上负载应用成为该领域的热点研究方向。本文综述了纺织基材作为载体,负载MOF... 金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)材料作为第三代多孔材料,因其高比表面积、高稳定性、化学可调性等功能特性而备受关注,尤其在各种轻质和柔性基材上负载应用成为该领域的热点研究方向。本文综述了纺织基材作为载体,负载MOFs的进展,对以溶剂热法、逐层生长法、喷涂打印法等构建织物基MOFs复合材料的方式进行阐述,且根据制备方式的差异性指出不同制备方式的应用场景;归纳了该类材料的复合机理;针对复合材料的使用耐久性总结了现有增强MOFs与基底材料结合牢固性的方法,并介绍了该类复合材料在超疏水自清洁、自消毒纺织品等领域应用的最新研究成果。最后指出织物基MOFs复合材料的大规模生产方式以及在现实环境条件下的耐久性是迈向广泛应用的关键步骤,其更多的一体化功能是未来研究的重点方向。 展开更多
关键词 金属有机框架材料 纺织材料 制备方法 应用性能
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金属有机框架(MOFs)材料在光催化二氧化碳还原领域的应用 被引量：1
10
作者 范艳 侯博 刘家成 《化学世界》 CAS 2022年第6期321-327,共7页
金属有机框架(MOFs)材料具有良好的二氧化碳吸附能力和光化学特性,MOFs被广泛用于二氧化碳的催化还原。综述了近年来金属有机框架材料利用太阳能将二氧化碳还原为更具应用价值的化学品,总结了其光催化的机理,旨在为日后设计出更具应用... 金属有机框架(MOFs)材料具有良好的二氧化碳吸附能力和光化学特性,MOFs被广泛用于二氧化碳的催化还原。综述了近年来金属有机框架材料利用太阳能将二氧化碳还原为更具应用价值的化学品,总结了其光催化的机理,旨在为日后设计出更具应用前景的金属有机框架材料提供借鉴。 展开更多
关键词 金属有机框架材料 光催化 CO_(2)还原 吸附
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非选择性缺陷的金属有机框架膜用于高效气体分离
11
作者 贺美晋(摘译) 《石油炼制与化工》 北大核心 2025年第3期89-89,共1页
多晶分子筛膜中缺陷的持续存在对其实现理论分离和规模化生产造成了重大障碍。多晶膜选择性低主要是由于合成过程中不可避免地形成了非选择性缺陷,导致多晶分子筛材料的孔结构间不匹配。昆士兰大学朱中华教授团队提出了一种在受限环境... 多晶分子筛膜中缺陷的持续存在对其实现理论分离和规模化生产造成了重大障碍。多晶膜选择性低主要是由于合成过程中不可避免地形成了非选择性缺陷,导致多晶分子筛材料的孔结构间不匹配。昆士兰大学朱中华教授团队提出了一种在受限环境中通过抑制晶体生长策略来减少金属有机框架(MOF)膜非选择性缺陷的新方法。在基底和预生长的顶部沸石咪唑酯骨架材料(ZIF)层之间使用密集堆积的晶种阵列进行原位ZIF形成,产生了一个受限的膜夹层。该夹层高度均匀,具有紧密堆积的晶体结构。与不受控制的晶体生长不同,研究人员有目的地在平行于基底的方向上调节层间膜的生长。与随机生长的顶层相比,受限夹层中的缺陷显著减少了99%,使H_(2)N_(2)选择性比非受限的参考MOF膜增加了约353%。这种新型膜的性能高于罗伯逊上限。该膜具有高H_(2)渗透性和选择性,大大超过了同类ZIF膜。 展开更多
关键词 金属有机框架 沸石咪唑酯骨架材料 晶体生长 晶体结构 气体分离 昆士兰大学 分子筛膜 多晶膜
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卤化物钙钛矿与金属有机框架复合材料合成及其在光电领域研究进展
12
作者 季雨荷 陈琪 +2 位作者 王玉民 王亚星 李凯 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1622-1638,共17页
卤化物钙钛矿(Perovskite)材料凭借其卓越的光电性能,在光电材料领域展现出非凡的应用潜力。然而,其固有的不稳定性在一定程度上限制了其应用。近年来,利用金属有机框架(Metal-organic frameworks,MOFs)封装卤化物钙钛矿形成的新型复合... 卤化物钙钛矿(Perovskite)材料凭借其卓越的光电性能,在光电材料领域展现出非凡的应用潜力。然而,其固有的不稳定性在一定程度上限制了其应用。近年来,利用金属有机框架(Metal-organic frameworks,MOFs)封装卤化物钙钛矿形成的新型复合材料愈发受到关注。这种封装策略不仅能显著提升其在湿度、温度和光照等条件下的稳定性,还能赋予其独特的性能优势。本文综述了钙钛矿与金属有机框架复合材料(PeMOFs)在光电转换领域的最新功能和应用。首先详细阐明了PeMOF的制备策略及研究进展;进而介绍了MOF在PeMOF中起到的独特作用;最后,总结PeMOF在太阳能电池、光催化、传感器、发光二极管、荧光防伪与信息加密、辐射防护与监测等领域的最新研究成果,并对该领域未来的发展方向和应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 卤化物钙钛矿 金属有机框架 稳定性 光电材料
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金属-有机框架材料在超级电容器中的优势和进展 被引量：2
13
作者 卢春宇 井源 +4 位作者 魏晓飞 姚世伟 王智飞 王姝斌 戴昉纳 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-15,共15页
金属-有机框架(Metal-organic framework,MOF)材料因其出色的比表面积、众多的活性位点、可调的孔径范围和灵活的框架结构,在气体分离、储能和催化等领域发挥着重要的作用.近年来,采用高表面积、永久孔隙以及包含固有的氧化还原活性位点... 金属-有机框架(Metal-organic framework,MOF)材料因其出色的比表面积、众多的活性位点、可调的孔径范围和灵活的框架结构,在气体分离、储能和催化等领域发挥着重要的作用.近年来,采用高表面积、永久孔隙以及包含固有的氧化还原活性位点的MOF材料作为超级电容器的电极材料引起了研究者们的关注.本文主要从MOF在超级电容器领域的研究出发,着重介绍了其性能和结构对超级电容器电化学性能的影响,阐述了关于MOF性能调控和结构设计的研究进展.首先,MOF的电导率是影响超级电容器能量密度和功率密度的一大关键性能,而其材料的特殊结构又直接影响了导电率.其次,MOF丰富的活性位点和可调的孔径尺寸等特点都为其导电性能的提升创造了条件.此外,MOF的结构稳定性与超级电容器的循环性能密切相关,稳定结构的构建是增强超级电容器循环性能的重要前提.最后,对MOF未来在超级电容器领域中的研究进行了展望,结构的调控仍然是这一领域的重要研究方向. 展开更多
关键词 金属-有机框架材料 超级电容器 导电率 稳定性 结构调控
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金属-有机框架抗菌材料的研究进展
14
作者 范婷婷 王春梅 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期218-222,共5页
金属-有机框架(MOFs)具有结构可调、丰富的金属活性位点等特性,作为抗菌材料引起了学者们的广泛关注。介绍了MOFs的抗菌机理,总结了MOFs及其与金属纳米颗粒、抗生素、膜、纤维、凝胶复合抗菌材料的应用研究现状,指出了MOFs抗菌材料的研... 金属-有机框架(MOFs)具有结构可调、丰富的金属活性位点等特性,作为抗菌材料引起了学者们的广泛关注。介绍了MOFs的抗菌机理,总结了MOFs及其与金属纳米颗粒、抗生素、膜、纤维、凝胶复合抗菌材料的应用研究现状,指出了MOFs抗菌材料的研究方向。 展开更多
关键词 金属-有机框架材料 抗菌 复合材料
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金属有机框架材料量子筛效应分离氢同位素
15
作者 刘鹏 程嘉贤 马福秋 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期530-544,I0002,共16页
由于氢同位素相似的物理、化学性质,使分离高纯度的氢同位素成为现代分离技术的重大难题之一。实现高纯度氢同位素分离可为未来热核聚变反应堆提供大量的燃料,有望彻底解决能源危机。氘在中子慢化剂、同位素标记、核磁共振氢谱分析、制... 由于氢同位素相似的物理、化学性质,使分离高纯度的氢同位素成为现代分离技术的重大难题之一。实现高纯度氢同位素分离可为未来热核聚变反应堆提供大量的燃料,有望彻底解决能源危机。氘在中子慢化剂、同位素标记、核磁共振氢谱分析、制药等方面也有重要应用价值。但是目前工业化分离氢同位素的方法:低温精馏、Girdler硫化法均存在分离因子低、能耗高的问题,近年来研究人员发现微孔材料的量子筛效应在低温下可被用来分离氢同位素,并对其展开了计算和实验研究。本文介绍了微孔材料分离氢同位素的量子筛(QS)效应,包括动力学量子筛(KQS)效应与化学亲和量子筛(CAQS)效应,综述了部分金属有机框架(MOFs)作为分离氢同位素微孔材料的计算和实验结果。研究证明MOFs材料在低温分离氢同位素上具有较高的选择性。 展开更多
关键词 氢同位素分离 量子筛效应 微孔材料 金属有机框架
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金属有机框架材料吸附放射性碘废气研究进展
16
作者 孙美琦 俞瑞利 +1 位作者 孙浩然 夏良志 《同位素》 CAS 2024年第5期488-499,共12页
随着核工业的发展,放射性碘被确定为最危险的核废料之一。放射性碘废气的吸附对于降低核污染也有着重要意义。金属有机框架(MOFs)是一种由无机金属中心(如金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连接形成的晶态多孔材料,因其... 随着核工业的发展,放射性碘被确定为最危险的核废料之一。放射性碘废气的吸附对于降低核污染也有着重要意义。金属有机框架(MOFs)是一种由无机金属中心(如金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连接形成的晶态多孔材料,因其多孔性和高比表面积等特点,MOFs被认为是理想的碘吸附材料。简要论述近年对于不同金属中心的MOFs在碘吸附方面的进展,探讨MOFs复合材料对放射性碘的吸附能力,展望高效放射性碘吸附MOFs材料未来的发展形势。 展开更多
关键词 金属有机框架 放射性碘 吸附材料 碘吸附
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金属有机框架衍生材料修饰电极对叔丁基对苯二酚的电化学灵敏检测——推荐一个科研成果转化的综合化学实验 被引量：2
17
作者 郑胜彪 李亮 +3 位作者 张妮妮 包睿敏 胡瑞章 唐婧 《大学化学》 CAS 2024年第7期345-353,共9页
介绍了一个由科研成果转化的大学综合化学实验,本综合实验以ZIF-67金属有机框架材料为基础,以制备高灵敏叔丁基对苯二酚电化学检测传感器为目标。常温条件下溶液合成ZIF-67金属有机框架材料,还原气氛热解得到Co纳米颗粒和氮掺杂碳纳米管... 介绍了一个由科研成果转化的大学综合化学实验,本综合实验以ZIF-67金属有机框架材料为基础,以制备高灵敏叔丁基对苯二酚电化学检测传感器为目标。常温条件下溶液合成ZIF-67金属有机框架材料,还原气氛热解得到Co纳米颗粒和氮掺杂碳纳米管(Co/NCNTs)复合材料,以此材料修饰玻碳电极,考察其检测食用油中常用抗氧化剂成分叔丁基对苯二酚的能力。制备的材料由扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和能量色散X射线光谱仪(EDX)表征形貌、结构和元素组成。实验所用试剂易得,操作简单,成功率高;从材料制备、结构表征到性能测试对学生进行完整的科研操作训练,使其熟悉金属有机框架材料的概念,了解材料构性关系,不仅有利于提高学生的综合实验能力,也可以培养学生的科研兴趣,拓展学生的视野。 展开更多
关键词 金属有机框架材料 叔丁基对苯二酚 电化学检测
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锰基金属有机框架材料{[Mn_(2)(ina)_(4)(H_(2)O)_(2)]·2EtOH}_(n)的电子结构、磁性和吸附性能的理论研究
18
作者 张坚 李萍 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2024年第2期73-79,共7页
本文采用密度泛函理论研究了锰基金属有机框架(Mn-MOF)材料{[Mn_(2)(ina)_(4)(H_(2)O)_(2)]·2EtOH}_(n)的电子性质,磁学性质及吸附二氧化碳的性能,结果表明:该Mn-MOF材料是一种反铁磁耦合材料,其高的CO_(2)结合亲和力主要归因于CO_... 本文采用密度泛函理论研究了锰基金属有机框架(Mn-MOF)材料{[Mn_(2)(ina)_(4)(H_(2)O)_(2)]·2EtOH}_(n)的电子性质,磁学性质及吸附二氧化碳的性能,结果表明:该Mn-MOF材料是一种反铁磁耦合材料,其高的CO_(2)结合亲和力主要归因于CO_(2)(作为Lewis碱的氧孤对电子)到不饱和金属位点(Lewis酸)的较高电荷转移.本文也对实验中报道的对CO_(2)/N_(2)烟气混合物有高选择性CO_(2)吸附能力进行了验证,理论计算值与实验值有着很好的一致性. 展开更多
关键词 金属有机框架材料 密度泛函理论 磁性 二氧化碳吸附
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金属有机框架材料对水体中重金属离子去除性能及机理的研究进展 被引量：3
19
作者 杨强 王仁娟 +3 位作者 黄博文 鲁浩 范绎蒙 孔赟 《材料研究与应用》 CAS 2024年第2期309-328,共20页
工业化进程的加快导致全球环境污染日趋严峻,尤其是铬、砷、铅、汞、镉、锌、铜及镍等重金属污染极为显著。重金属在水体中多以离子态存在,难以生物降解,将对生态环境和人类健康构成巨大威胁,因此寻求经济、高效的重金属去除方法刻不容... 工业化进程的加快导致全球环境污染日趋严峻,尤其是铬、砷、铅、汞、镉、锌、铜及镍等重金属污染极为显著。重金属在水体中多以离子态存在,难以生物降解,将对生态环境和人类健康构成巨大威胁,因此寻求经济、高效的重金属去除方法刻不容缓。水体中重金属去除的方法主要包括离子交换、混凝沉淀、氧化还原、吸附、膜过滤及电渗析等,其中吸附法具有成本低廉、操作简单和适应性强等诸多优点,被认为是去除水体中重金属的优选方法之一。金属有机框架材料(MOFs),因其比表面积大、孔隙率高、活性位点丰富、可调节性强及热/化学稳定性高等特性,被广泛应用于去除水体中的重金属。重点综述了MOFs及其复合材料对铬、砷、铅、汞、镉、锌、铜及镍重金属离子的去除性能,分析了MOFs初始浓度、重金属离子浓度、接触时间、pH值、温度及干扰离子等因素对重金属去除效果的影响。同时,明确了MOFs去除重金属离子的机理。其主要作用机理为吸附、沉淀及氧化还原,其中吸附分为物理吸附和化学吸附,物理吸附主要包括静电引力、扩散作用和范德华力,化学吸附主要包括开放金属位点/配位作用、酸碱作用及氢键作用,而沉淀或者氧化还原伴随在吸附过程中。此外,对今后MOFs材料在重金属污染防治领域的研究方向及潜在应用进行了展望,以期为MOFs材料在环境污染修复领域的研究和应用提供理论基础。 展开更多
关键词 金属有机框架材料 重金属离子 吸附去除效果 最大吸附量 吸附去除机理 影响因素 水处理 研究进展
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多金属氧酸盐功能化金属有机框架材料的制备、吸附催化性能及在锂硫电池中的应用 被引量：1
20
作者 郭思嘉 卢海斌 谢琳 《材料研究与应用》 CAS 2024年第3期455-462,共8页
锂硫电池因优异的理论比容量(1675 mAh∙g^(−1))和能量密度(2600 Wh∙kg^(−1)),以及活性物质硫储量丰富、环境友好和低成本等优点,有望成为下一代储能电池。然而,在锂硫电池充放电过程中,可溶性多硫化锂极易溶解于电解液,导致氧化还原反... 锂硫电池因优异的理论比容量(1675 mAh∙g^(−1))和能量密度(2600 Wh∙kg^(−1)),以及活性物质硫储量丰富、环境友好和低成本等优点,有望成为下一代储能电池。然而,在锂硫电池充放电过程中,可溶性多硫化锂极易溶解于电解液,导致氧化还原反应缓慢,且在溶度差作用下扩散到负极参与副反应,从而不可逆地降低了活性材料的含量,进而使锂硫电池出现放电容量低、容量衰减较快等问题。金属有机框架材料是一类以金属或金属团簇为中心、有机配体为连接单元,在共价键的作用下自组装形成的多孔晶体材料,具有较大的比表面积、高孔隙率和高度有序的孔结构及结构可调性等优点,且可被有效人为设计功能化特性。因此,设计了一种具有孔道缺陷的多金属氧酸盐功能化金属有机框架材料(Fe-NENU-5),用作高性能锂硫电池正极的硫载体。Fe-NENU-5的孔道缺陷,一方面可提供载硫与多硫化锂反应的空间,另一方面可使得缺陷孔道内的多金属氧酸盐能够有效吸附和催化转化多硫化锂,从而极大抑制了多硫化锂的穿梭效应,提高了活性物质的利用率。Fe-NENU-5/S正极所构建的锂硫电池在倍率性能和循环稳定性方面远优于NENU-5/S的锂硫电池,在电流密度1 C下循环500次后的放电比容量仍有617 mAh∙g^(−1)。此外,在高载量4.7 mg·cm^(−2)下,锂硫电池放电容量可达3.1 mAh·cm^(−2)。本研究为满足日益增长的能源储能需求,解决锂硫电池放电容量差及循环寿命低的问题提供了理论依据。 展开更多
关键词 金属有机框架材料 多金属氧酸盐 锂硫电池 穿梭效应 催化 吸附 正极 高载量
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