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锌钴双金属普鲁士蓝类似物/还原氧化石墨烯复合材料的制备与吸波性能的研究
1
作者 高恒 张海燕 《材料研究与应用》 2025年第1期129-135,共7页
随着无线通信技术进入5G阶段,人们的生活变得更加便利。然而,无线通信带来的电磁波污染对电子产品的干扰及对人们身体健康的危害不容忽视。为了解决这一问题,科学家致力于研发质量轻、厚度薄、吸收电磁波频率范围宽和吸波能力强的电磁... 随着无线通信技术进入5G阶段,人们的生活变得更加便利。然而,无线通信带来的电磁波污染对电子产品的干扰及对人们身体健康的危害不容忽视。为了解决这一问题,科学家致力于研发质量轻、厚度薄、吸收电磁波频率范围宽和吸波能力强的电磁波吸收材料。普鲁士蓝类似物(PBA)作为金属有机框架(MOF)之一,有着成分可调、容易制备等特点,目前在微波吸收领域已经成为了研究热点。由于单一MOF无法构建导电网络,限制了其在吸波领域中应用,将MOF与低维材料复合是解决该问题的有效策略。基于此,采用共沉淀法初步合成锌钴双金属PBA,再以该类似物和氧化石墨烯(GO)作为前驱体,通过简单的水热反应、冷冻干燥及热处理工艺,成功合成了锌钴双金属普鲁士蓝类似物/还原氧化石墨烯(ZnO/CoO/Co@rGO)气凝胶复合材料。ZnO/CoO/Co@rGO气凝胶复合材料以三维还原氧化石墨烯(rGO)气凝胶为骨架,锌钴双金属PBA衍生的ZnO/CoO/Co复合物负载骨架之上,克服了单一MOF无法产生导电网络的问题,同时还降低了材料的密度,提升了阻抗匹配。ZnO/CoO/Co@rGO气凝胶复合材料的电磁参数,可以通过改变锌钴双金属PBA和GO的质量比进行调控。在锌钴双金属PBA与GO的质量比为3∶1,且ZnO/CoO/Co@rGO气凝胶复合材料与石蜡质量比仅为1∶9的情况下,该复合材料在频率2—18 GHz下展示了良好的微波吸收性能,最小反射损耗达到-54.5 dB,而最大有效吸收带宽为6.38 GHz。证明,ZnO/CoO/Co@rGO是一种具有潜力的微波吸收材料,进一步拓宽了MOF基吸波材料的研究范围。 展开更多
关键词 金属有机框架 普鲁士蓝类似物 气凝胶 微波吸收 还原氧化石墨烯 氧化锌 钴 氧化钴
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一例整合了三联吡啶钌和卟啉锌的金属-有机框架材料用于光催化二氧化碳还原全反应 被引量：3
2
作者 陈慧滢 朱浩林 +1 位作者 廖培钦 陈小明 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第4期4-10,共7页
利用源源不断的太阳能,将CO_(2)和水转化为增值化学品,是缓解温室效应与能源危机的一种有前途的方法。由于催化体系中的不同功能性部分难以实现氧化与还原反应的耦合,使用水作为还原剂实现光催化CO_(2)还原是一项具有挑战性的工作。金... 利用源源不断的太阳能,将CO_(2)和水转化为增值化学品,是缓解温室效应与能源危机的一种有前途的方法。由于催化体系中的不同功能性部分难以实现氧化与还原反应的耦合,使用水作为还原剂实现光催化CO_(2)还原是一项具有挑战性的工作。金属有机框架(metal-organic framework,MOF)由于其较大的比表面积、多样化的活性位点和结构可调性,是CO_(2)光催化还原全反应的良好备选材料。本文中,我们首先整合了具有光活性的锌(Ⅱ)卟啉基元与联吡啶钌(Ⅱ)基元,构建了一种MOF光催化剂,记作PCN-224(Zn)-Bpy(Ru)。为了进行比较,还合成了两种仅具有锌(Ⅱ)卟啉或联吡啶钌(Ⅱ)基元的同构MOF,分别记作PCN-224(Zn)-Bpy和PCN-224-Bpy(Ru)。由测试结果可知,PCN-224(Zn)-Bpy(Ru)在乙腈和水混合溶液中表现出对CO_(2)还原可观的光催化活性(CO产率为7.6μmol·g^(-1)·h^(-1)),无需额外添加助催化剂、光敏剂或牺牲剂。通过质谱仪观测到^(13)CO(m/z=29)、^(13)C^(18)O(m/z=31)、^(16)O^(18)O(m/z=34)和^(18)O_(2)(m/z=36)信号,表明CO_(2)和H_(2)O分别作为CO和O_(2)的碳源和氧源,这进一步证实了光催化CO_(2)还原与H_(2)O氧化的耦合。然而,在相同条件下对PCN-224-Bpy(Ru)与PCN-224(Zn)-Bpy的光催化性能进行测试,CO产率分别仅为1.5与0μmol·g^(-1)·h^(-1)。机理研究表明,PCN-224(Zn)-Bpy(Ru)的最低未占据分子轨道(LUMO)电位比CO_(2)/CO的氧化还原电位更负,而最高占据分子轨道(HOMO)电位比H_(2)O/O_(2)的氧化还原电位更正,在热力学上满足了光催化CO_(2)还原全反应的要求。相比之下,不含联吡啶钌(Ⅱ)基元的PCN-224(Zn)-Bpy的HOMO电位更负于H_(2)O/O_(2)的氧化还原电位,这表明联吡啶钌(Ⅱ)基元在热力学上是光催化CO_(2)还原全反应所必需的。此外,光致发光光谱中,荧光几乎被PCN-224(Zn)-Bpy(Ru)猝灭,且平均光致发光寿命比PCN-224(Zn)-Bpy和PCN-224-Bpy(Ru)更长,这表明PCN-224中光生载流子的复合率较低。与PCN-224(Zn)-Bpy和PCN-224-Bpy(Ru)相比,PCN-224的光电流更高,这一现象也支持了中后者光生载流子的复合率较低这一结论。总而言之,在光催化CO_(2)还原过程中,锌卟啉(Ⅱ)配体既作为光敏单元,又作为CO_(2)还原活性位点,而联吡啶钌(Ⅱ)基元与锌(Ⅱ)卟啉基元的结合可以优化光催化剂的能带结构,进而促进光催化CO_(2)还原与H_(2)O氧化的耦合,从而实现了高效光催化CO_(2)还原全反应。 展开更多
关键词 金属有机框架 锌(Ⅱ)卟啉衍生物 联吡啶(Ⅱ)钌配合物 光生电荷 光催化CO_(2)还原
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金属有机框架及其复合材料在葡萄糖无酶电化学传感器中的应用
3
作者 朱科达 朱荣妹 《材料研究与应用》 CAS 2024年第6期881-889,共9页
糖尿病是全球发病率上升最快的慢性病之一,有效监测糖尿病患者的血糖水平对于糖尿病的控制与治疗至关重要。电化学方法作为众多血糖监测技术中的一种,因其简便性、快速响应和高灵敏度而受到青睐。传统的贵金属材料具有独特的物理化学性... 糖尿病是全球发病率上升最快的慢性病之一,有效监测糖尿病患者的血糖水平对于糖尿病的控制与治疗至关重要。电化学方法作为众多血糖监测技术中的一种,因其简便性、快速响应和高灵敏度而受到青睐。传统的贵金属材料具有独特的物理化学性质,在葡萄糖检测中表现出良好的传感能力,但高昂的成本阻碍了其用作基础电化学传感材料。相较而言,过渡金属在自然界中储备量大、化学性质稳定、制备工艺简单,因此在葡萄糖传感领域中表现出一定的应用潜力,现已成为主流的研究方向。金属有机框架(MOF)是由过渡金属离子和有机配体组成的多孔配位聚合物,其独特的结构多样性、高比表面积和生物相容性,使其在传感器领域中表现出巨大的潜力。特别是,近年来通过对MOF进行调节,如合成双金属MOF、MOF与导电材料相复合等,提高MOF及其复合材料的电化学活性,实现在无酶参与情况下对葡萄糖的电催化氧化,这在无酶传感器的研发中尤为重要。总结了近年来MOF及其复合材料在葡萄糖无酶传感器中的应用,包括单金属MOF、双金属MOF、MOF与金属相复合材料、MOF与碳材料相复合材料等。阐述了MOF及其复合材料检测葡萄糖的机理,讨论了各类MOF基葡萄糖传感器的优缺点。最后,指出了MOF葡萄糖无酶传感器材料存在的问题,同时对MOF在未来葡萄糖无酶传感器中的发展作出了展望。 展开更多
关键词 金属有机框架 单金属 双金属 碳材料 复合材料 无酶传感器 电催化 葡萄糖检测
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金属有机骨架(MOFs)基复合质子交换膜的研究进展
4
作者 李磊 王园园 魏国兰 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期17-27,共11页
近年来,金属有机骨架(MOFs)材料由于具有超大的比表面积和丰富的孔道结构,作为一种新型的质子导体在质子交换膜中的应用受到越来越多的关注。随着研究的不断深入,为进一步提升MOFs复合质子交换膜的各项性能,MOFs材料在质子交换膜中的物... 近年来,金属有机骨架(MOFs)材料由于具有超大的比表面积和丰富的孔道结构,作为一种新型的质子导体在质子交换膜中的应用受到越来越多的关注。随着研究的不断深入,为进一步提升MOFs复合质子交换膜的各项性能,MOFs材料在质子交换膜中的物理形态逐渐由颗粒状向连续相发展,MOFs材料的组分也呈现出由单一组分到双组分的发展态势。本文以质子交换膜中MOFs材料的物理形态为主线,将其划分为MOFs晶体/聚合物质子交换膜、第三相增强MOFs/聚合物复合质子交换膜和MOFs纳米纤维/聚合物复合质子交换膜,全面综述了MOFs材料在质子交换膜中的研究进展,并对MOFs复合质子交换膜的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 金属有机框架 复合质子交换膜 质子传导率 燃料电池
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氧化石墨烯/金属有机框架材料复合膜在有机废水处理中的研究进展 被引量：6
5
作者 刘宇程 祝梦 +2 位作者 陈明燕 涂雯雯 甘冬 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期3-9,共7页
石墨烯因力学特性、电子效应、光学特性、热性能以及其他化学性质而受到人们的广泛关注,其氧化产物——氧化石墨烯兼具以上优良性能,还含有丰富的羟基、羧基等含氧基团。氧化石墨烯是一种二维材料,具有独特的原子厚度和微米横向尺寸、... 石墨烯因力学特性、电子效应、光学特性、热性能以及其他化学性质而受到人们的广泛关注,其氧化产物——氧化石墨烯兼具以上优良性能,还含有丰富的羟基、羧基等含氧基团。氧化石墨烯是一种二维材料,具有独特的原子厚度和微米横向尺寸、优异的机械强度、较大的表面积和较强的亲水性,在水处理方面具有广阔的应用前景。近年来,关于氧化石墨烯复合膜的制备方法与应用研究取得了较大进展,但是针对有机废水的处理,复合膜的不稳定性阻碍了其发展。氧化石墨烯膜对有机物有较好的去除效果,但通量较低、稳定性差、抗污性较差的缺点越来越突出。氧化石墨烯的层间距限制了其在水处理中的应用。因此,除研究影响氧化石墨烯膜处理效果的因素外,研究者们还将具有多孔结构的金属有机框架材料与氧化石墨烯结合制备复合膜,并取得了一定的成果。目前,氧化石墨烯/金属有机框架材料复合膜对有机染料亚甲基蓝和刚果红等的去除率可达99%,较氧化石墨烯纯膜的去除率提高约55%。在复合膜处理有机废水的研究中,氧化石墨烯/铜基(HKUST-1)复合膜、氧化石墨烯/锆基(UiO-66)复合膜、氧化石墨烯/锌基(ZIF-8)复合膜等已取得较好的研究成果。其中铜基金属有机框架材料与氧化石墨烯制备的复合膜应用较多,已被广泛用于有机废水、含油废水的处理以及气体分离领域。金属有机框架材料的加入,可有效增大氧化石墨烯的层间距,提高复合膜的亲水性,为水分子通过复合膜提供了有效的通道和推动力,从而提升复合膜的通量和去污性能。本文介绍了国内外氧化石墨烯/金属有机框架材料复合膜的研究与应用,重点论述其在难降解有机物、有机染料废水处理中的研究进展,并对复合膜去除有机物的机理进行探讨。此外,对氧化石墨烯/金属有机框架材料复合膜的发展前景进行展望,在涵盖两种优良吸附剂特性的基础上,随着研究的不断深入,高通量、高去除率、高抗污性能的复合膜将会在更多领域得到应用。 展开更多
关键词 氧化石墨烯 金属有机框架材料 复合膜 有机废水
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基于二氧化锰和金属有机框架化合物协同作用构建的立体复合阵列超级电容器电极 被引量：1
6
作者 唐艳茹 成宝海 +1 位作者 高莹 李云辉 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期977-982,共6页
以硝酸锌、硝酸锰和2-甲基咪唑为原料,采用多步计时电位法和静置法,制备了氧化锌-二氧化锰-金属框架有机化合物(ZnO-MnO2-MOF)复合材料阵列电极。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)等技... 以硝酸锌、硝酸锰和2-甲基咪唑为原料,采用多步计时电位法和静置法,制备了氧化锌-二氧化锰-金属框架有机化合物(ZnO-MnO2-MOF)复合材料阵列电极。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)等技术手段对比分析了该复合材料的结构和形貌,并采用循环伏安法、恒电流充放电、电化学阻抗和循环充放电法研究了电极的电化学性能。结果表明,与氧化锌-二氧化锰(ZnO-MnO2)复合材料阵列电极(Csp=121 F/g,j=2.5 A/g)相比,由于二氧化锰和金属有机框架化合物(MOF)的协同作用,修饰MOF后的ZnO-MnO2-MOF复合材料阵列电极具有较小的内阻,电容器比电容(Csp=146 F/g,j=2.5 A/g)性能提升了20%,具有更好的可逆法拉第反应和稳定性。 展开更多
关键词 二氧化锰 金属有机框架化合物 超级电容器 电沉积 复合材料电极
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基于碳点/葡萄糖氧化酶共包裹金属有机框架的葡萄糖传感器研究 被引量：1
7
作者 张弛 葛鑫禹 +1 位作者 陈达炜 吴永宁 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1058-1062,共5页
建立了高稳定性的血清中葡萄糖的检测方法。通过将葡萄糖氧化酶(GOx)、碳点(CDs)共同包封在类沸石咪唑酯骨架(ZIF-8)材料中制备了纳米复合材料GOx/CDs@ZIF-8。在中性条件下,该复合材料可高效催化氧化葡萄糖生成H_(2)O_(2),随后H_(2)O_(2... 建立了高稳定性的血清中葡萄糖的检测方法。通过将葡萄糖氧化酶(GOx)、碳点(CDs)共同包封在类沸石咪唑酯骨架(ZIF-8)材料中制备了纳米复合材料GOx/CDs@ZIF-8。在中性条件下,该复合材料可高效催化氧化葡萄糖生成H_(2)O_(2),随后H_(2)O_(2)与Co^(2+)通过类芬顿反应产生自由基(·OH),该自由基可使碳点的荧光发生猝灭,基于此构建了血清中葡萄糖的荧光检测方法。在优化条件下,该荧光探针的检出限为0.16μmol/L,回收率为91.0%~108%。所构建的纳米荧光探针可用于实际样品中葡萄糖的检测,且在常温下具有较高的稳定性。 展开更多
关键词 纳米复合材料 荧光检测 金属有机框架 碳点 葡萄糖
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金属-有机框架抗菌材料的研究进展
8
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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棒状金属有机框架结构PCN-222(Cu)/TiO2复合材料的制备及其高效光催化CO2还原性能 被引量：6
9
作者 段树华 巫树锋 +3 位作者 王磊 佘厚德 黄静伟 王其召 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第3期133-140,共8页
受环境污染和能源短缺的双重压迫,光催化CO2还原技术引起了人们的广泛关注。低成本光催化材料的开发对于实现有效的太阳能-燃料转换至关重要。TiO2作为光催化剂在光催化CO2还原中被广泛采用。然而,较宽的禁带宽度和光生载流子的复合限... 受环境污染和能源短缺的双重压迫,光催化CO2还原技术引起了人们的广泛关注。低成本光催化材料的开发对于实现有效的太阳能-燃料转换至关重要。TiO2作为光催化剂在光催化CO2还原中被广泛采用。然而,较宽的禁带宽度和光生载流子的复合限制了它的进一步应用。在这项工作中,我们使用棒状PCN-222(Cu)/TiO2复合材料作为光催化剂,使用简单的水热法报告了二氧化碳的光化学还原。经过对PCN-222(Cu)/TiO2进行一系列X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见漫反射光谱(DRS),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),光电化学(PEC)和光致发光光谱(PL)等表征结果证明成功制备了该复合材料。SEM证实,TiO2颗粒均匀分布在棒状PCN-222(Cu)/TiO2的表面上。XRD结果表明,成功制备了具有良好晶体结构的PCN-222(Cu)和PCN-222(Cu)/TiO2复合光催化剂。DRS显示制备的PCN-222(Cu)/TiO2复合材料在可见光区域出现金属卟啉的特征吸收峰。PL和瞬态光电流响应和电化学阻抗谱(EIS)进一步证实了棒状PCN-222(Cu)/TiO2具有更好的电子-空穴对分离效率。通过控制PCN-222(Cu)和TiO2的质量比,经CO2还原性能测试表明,10%PCN-222(Cu)/TiO2复合材料具有最佳的催化活性。在氙灯照射下,棒状PCN-222(Cu)/TiO2表现出比TiO2纳米颗粒更好的光催化CO2活性,这归因于电荷传输和较好的电子-空穴分离能力。10%PCN-222(Cu)/TiO2复合材料的催化效率最高,产率分别为13.24μmol·g-1·h-1 CO和1.73μmol·g-1·h-1CH4。此外,经过三个循环的测试,PCN-222(Cu)/TiO2光催化剂的催化活性基本保持不变,在连续8小时光照下,催化剂的还原产率持续增加,表明PCN-222(Cu)/TiO2复合材料具有好的稳定性。禁带宽度和Mote-Schottky(M-S)曲线结果表明,PCN-222(Cu)的LUMO位比TiO2的导带(CB)更负,因此提出了PCN-222(Cu)/TiO2复合材料可能的光催化反应机理。该研究为金属有机骨架和氧化物半导体复合材料光催化体系提供了新的策略。 展开更多
关键词 复合材料 金属有机框架 PCN-222(Cu) 光催化CO2还原 TIO2
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金属有机框架/纤维素纸复合材料的合成及应用研究进展 被引量：2
10
作者 陈宁 王超 +2 位作者 窦云 孔凡功 王守娟 《中国造纸》 CAS 北大核心 2023年第1期121-130,共10页
近年来,金属有机框架(MOFs)/纤维素纸复合材料因其可再生、孔隙率高、比表面积大及易成形等特点引起了广泛关注。本文主要介绍MOFs/纤维素纸复合材料的合成方法,包括原位合成法和后合成修饰法,并详细综述了复合材料在水体净化、气体分... 近年来,金属有机框架(MOFs)/纤维素纸复合材料因其可再生、孔隙率高、比表面积大及易成形等特点引起了广泛关注。本文主要介绍MOFs/纤维素纸复合材料的合成方法,包括原位合成法和后合成修饰法,并详细综述了复合材料在水体净化、气体分离与净化、分析检测、抗菌、储能和防伪等方面的应用,对其未来发展所面临的挑战和前景进行了进一步展望,旨在为MOFs/纤维素纸复合材料的研究者提供一定参考。 展开更多
关键词 金属有机框架 纤维素纸 复合材料 合成方法 环境净化
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金属-有机框架/纤维素复合材料研究进展 被引量：9
11
作者 王海平 孙立建 钱学仁 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期104-110,共7页
金属-有机框架(MOFs)是由金属离子和有机配体构成的具有一维、二维、三维结构的多功能晶态材料,MOFs本身的晶型结构决定了它们大多以粉末状存在,在回收、加工成型等方面受到限制。选择天然的或改性的柔性纤维素基材作为沉积MOFs的理想基... 金属-有机框架(MOFs)是由金属离子和有机配体构成的具有一维、二维、三维结构的多功能晶态材料,MOFs本身的晶型结构决定了它们大多以粉末状存在,在回收、加工成型等方面受到限制。选择天然的或改性的柔性纤维素基材作为沉积MOFs的理想基底,一方面MOFs可赋予纤维素基材许多新的功能,实现纤维素的高值化利用;另一方面纤维素基材可为MOFs提供更广阔的利用空间,实现MOFs的多级开发利用。本文综述了MOFs/纤维素复合材料的研究进展,包括基底材料的选择、制备方法、性能及应用等。 展开更多
关键词 金属-有机框架 纤维素 复合材料
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钙钛矿量子点与金属有机框架复合材料的研究进展 被引量：2
12
作者 冯斯桐 王林杰 +3 位作者 欧金法 罗劭娟 严凯 吴传德 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期298-305,共8页
钙钛矿量子点(Perovskite quantum Dots,PVK QDs)具有可见光响应强度高、发光纯度高以及量子效率高等优点,在光电领域有广阔的运用前景,但其晶体结构在光、热、水、氧存在的条件下稳定性较差;金属有机框架(Metal organic frameworks,MO... 钙钛矿量子点(Perovskite quantum Dots,PVK QDs)具有可见光响应强度高、发光纯度高以及量子效率高等优点,在光电领域有广阔的运用前景,但其晶体结构在光、热、水、氧存在的条件下稳定性较差;金属有机框架(Metal organic frameworks,MOFs)是一种比表面积大、孔道结构可调的多孔材料,具有较高的环境稳定性。通过将钙钛矿量子点嵌入金属有机框架的孔道中,既能提高钙钛矿量子点的稳定性,又赋予MOFs优异的光学性能。本文综述了近年来钙钛矿量子点与金属有机框架复合材料的研究进展,总结出了4种主要的合成方法:模板法、原位生长法、后合成法和机械化学法,并比较了这些制备方法的优缺点;此外,从应用的角度讨论了复合材料在太阳能电池、LED领域、二氧化碳还原(CO_2RR)以及污水处理、信息加密等领域的工作机理。最后,文章分析并展望了绿色机械化学法制备钙钛矿量子点与金属有机框架复合材料的产业化前景以及复合材料在实际应用中所面临的亟待解决的问题。 展开更多
关键词 钙钛矿量子点 金属有机框架 复合材料 绿色机械化学法 应用
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金属有机框架纤维膜复合材料的制备及其在水质净化中的应用 被引量：2
13
作者 苗雨阳 彭媛 +3 位作者 安朝霞 李书宁 陈首英 高志贤 《食品安全质量检测学报》 CAS 北大核心 2021年第24期9399-9407,共9页
随着工业进步和社会发展,水污染已成为全球的主要威胁,不止影响生态环境,还会通过食物链累积效应威胁食品质量安全。金属有机骨架(metal-organic frameworks, MOFs)材料是一种多孔晶体材料,具有多孔性、大比表面积等优势。近几年,通过... 随着工业进步和社会发展,水污染已成为全球的主要威胁,不止影响生态环境,还会通过食物链累积效应威胁食品质量安全。金属有机骨架(metal-organic frameworks, MOFs)材料是一种多孔晶体材料,具有多孔性、大比表面积等优势。近几年,通过静电纺丝技术将MOFs负载到高孔隙率、高柔韧性的纳米纤维(nanofibers,NFMs)上,有望克服MOFs材料不易循环利用的缺点,同时这一新兴材料合成技术在水质净化领域的研究尚处于起步阶段,但是其发展潜力已引起众多学者关注。本文综述了金属有机框架纳米纤维膜合成方法、膜性能参数及其在水质净化方面的初步应用,并对该复合材料未来发展趋势进行展望,以期为该复合材料进一步的研究发展提供参考。 展开更多
关键词 金属有机框架 静电纺丝 纳米纤维膜 复合材料 水质净化
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双金属同构金属-有机框架材料CAU-21-Al/M的合成、氮气吸附及复合膜性能 被引量：2
14
作者 张弛 孙福兴 朱广山 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期87-92,共6页
通过掺杂金属的方式实现了双金属同构金属-有机框架材料的制备,采用X射线粉末衍射(PXRD)确定了多种金属在双金属CAU-21材料中的最大掺杂量,使用扫描电子显微镜(SEM)观察了掺杂金属对材料形貌的影响.热重分析(TGA)结果表明,CAU-21系列材... 通过掺杂金属的方式实现了双金属同构金属-有机框架材料的制备,采用X射线粉末衍射(PXRD)确定了多种金属在双金属CAU-21材料中的最大掺杂量,使用扫描电子显微镜(SEM)观察了掺杂金属对材料形貌的影响.热重分析(TGA)结果表明,CAU-21系列材料均具有较好的热稳定性.氮气气体吸附测试及以CAU-21-Al/M为填料的混合基质膜对N;气的渗透实验结果与掺杂金属离子尺寸大小呈相反的关系,证实了双金属可实现对孔道结构及气体吸附性能的调控. 展开更多
关键词 同构金属-有机框架材料 气体吸附 复合膜气体渗透
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银系金属有机框架物与纤维素纤维复合抗菌材料的制备及性能研究 被引量：8
15
作者 蒙景茹 段超 +2 位作者 孟欣 王欣奇 徐永建 《中国造纸》 CAS 北大核心 2018年第5期14-19,共6页
采用原位合成法制备银系金属有机框架物与纤维素纤维(Ag-MOFs@CFs)复合抗菌材料。通过扫描电镜能谱仪(SEM-EDX)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)等对复合抗菌材料的形貌及结构进行表征分析。结果表明,采用原位合成法可... 采用原位合成法制备银系金属有机框架物与纤维素纤维(Ag-MOFs@CFs)复合抗菌材料。通过扫描电镜能谱仪(SEM-EDX)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)等对复合抗菌材料的形貌及结构进行表征分析。结果表明,采用原位合成法可成功将Ag-MOFs负载在纤维表面,其中Ag-MOFs为长3.0~9.0μm,宽0.3~1.1μm的棒状晶须,Ag-MOFs中的Ag^+与纤维表面羟基可发生静电吸附作用,强化两者界面结合。抗菌测定结果表明,合成的Ag-MOFs@CFs复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出良好的抗菌性,且通过电感耦合等离子体质仪(ICPAES)检测结果进一步证明Ag-MOFs具有缓慢释放Ag^+的作用,从而实现持久抗菌的效果。 展开更多
关键词 金属有机框架物 纤维素纤维 抗菌 复合材料
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多糖/金属有机框架(MOFs)复合气凝胶的制备及应用进展 被引量：4
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作者 王杨鑫 邓强 +1 位作者 李成贵 温永宇 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期212-221,共10页
气凝胶材料是一类具有三维纳米结构的多孔材料,在航空航天、石油化工、环保工程、建筑工程、化学催化、医药卫生等领域表现出广泛的应用价值,自问世以来一直深受人们的关注。由纤维素、壳聚糖、海藻酸等多糖制备得到的气凝胶材料不仅能... 气凝胶材料是一类具有三维纳米结构的多孔材料,在航空航天、石油化工、环保工程、建筑工程、化学催化、医药卫生等领域表现出广泛的应用价值,自问世以来一直深受人们的关注。由纤维素、壳聚糖、海藻酸等多糖制备得到的气凝胶材料不仅能够保持传统气凝胶高孔隙率、大比表面积、低密度的特点,还具备了天然高分子可再生、可降解、生物兼容性好的优点,成为了当前的热门材料之一。金属有机框架(MOFs)是一类由金属节点以及有机配体通过配位作用组装形成的多孔框架材料,在吸附、催化、传感、载药等领域都表现出巨大的应用潜力。随着对材料应用功能、加工性能、循环使用性能等要求的提升,近年来人们对多糖/MOFs复合气凝胶材料的研究兴趣逐渐高涨。自2016年第一例纤维素纳米晶/MOFs复合气凝胶材料被报道以来,研究人员尝试了多种不同的多糖以及MOFs组合,制备了不同类型的多糖/MOFs复合气凝胶材料,并探索了它们在不同领域的应用。本文首先总结了多糖/MOFs复合气凝胶材料的三种常见制备策略:(1)将预先制备好的MOFs与多糖直接混合制备复合气凝胶;(2)在多糖分子表面原位生成MOFs之后再制备复合气凝胶;(3)在已制备好的多糖气凝胶中原位生成MOFs再制备复合气凝胶。通过相应的实例详细介绍了这些制备方法的特点,然后分别介绍了多糖/MOFs复合气凝胶材料在不同领域中的应用情况,最后针对当前该领域研究存在的不足以及面临的问题提出了解决方法并展望了未来可能的发展方向。 展开更多
关键词 多糖 金属有机框架(MOFs) 气凝胶 多孔材料 复合材料
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木材/金属-有机框架复合材料研究进展
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作者 王鑫 管浩 +2 位作者 戴鑫建 倪林 王小青 《木材科学与技术》 北大核心 2023年第1期8-17,共10页
金属-有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属离子或团簇与有机配体组成的晶体材料,因其具有结构和功能多样性而备受关注。然而,MOFs的粉末结晶状态极大限制了其实际应用。木材作为一种天然多孔材料,具有有序的孔道结构... 金属-有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属离子或团簇与有机配体组成的晶体材料,因其具有结构和功能多样性而备受关注。然而,MOFs的粉末结晶状态极大限制了其实际应用。木材作为一种天然多孔材料,具有有序的孔道结构、优良的力学性能和丰富的活性基团,是固定粉末状MOFs的理想载体。将MOFs与多孔木材复合构筑木材/MOFs复合材料,可实现MOFs功能特性与木材结构特点的有效结合,为拓展MOFs的应用潜力提供新途径。本文系统总结木材/MOFs复合材料的构筑策略,重点介绍木材/MOFs复合材料在液/气相吸附、催化、电化学储能等领域的最新应用进展,分析当前木材/MOFs复合材料研究中存在的问题以及未来的研究重点。 展开更多
关键词 木材 金属-有机框架 复合材料 载体
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纤维基铜金属有机框架复合材料的制备及应用研究进展
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作者 曾燕 徐康景 王春梅 《纺织科技进展》 CAS 2023年第1期21-25,30,共6页
综述纤维基铜金属有机框架复合材料的制备方法;介绍国内外纤维基铜金属有机框架复合材料在气相吸附与分离、液相吸附与分离、药物释放、光催化和抗菌等方面的应用研究成果;分析纤维基铜金属有机框架复合材料的研究方向。
关键词 铜金属有机框架 纤维基 复合材料 制备 应用
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氧化石墨烯/金属-有机框架复合材料在光催化中的应用
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作者 朱家乐 白羽婷 冯思思 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期315-321,327,共8页
光催化因其绿色安全、环境友好、成本低廉等优势,被认为是解决当前世界范围内环境问题和能源危机的有效方法。光催化技术的核心之一是光催化材料的研发,制备光催化活性高、组成稳定、可回收再利用的光催化剂是许多研究者的共同追求。近... 光催化因其绿色安全、环境友好、成本低廉等优势,被认为是解决当前世界范围内环境问题和能源危机的有效方法。光催化技术的核心之一是光催化材料的研发,制备光催化活性高、组成稳定、可回收再利用的光催化剂是许多研究者的共同追求。近年来,金属-有机框架(MOFs)作为一类新型光催化材料已被广泛关注,但是由于结构不稳定、容易聚集、光生电子空穴对极易复合等缺点,其光催化效果受到严重影响,限制了MOFs在实际生产生活中的应用。因此,找到一种简便实用的方法来改善MOFs的光催化性能具有十分重要的意义。经实验证实,将氧化石墨烯(GO)与MOFs复合是有效方法之一。GO表面丰富的含氧基团使其易与MOFs复合,GO稳定的二维平面结构能增强MOFs的结构稳定性,同时GO极强的亲水能力还使MOFs容易分散在溶剂中。此外,更值得一提的是GO/MOF复合材料的电子-空穴复合速率得到有效降低,相比于母体组分其光催化活性显著提升。该方法易于操作、成本低廉,且对多种MOFs都有较好的适用性。本文综述了GO/MOF复合材料的最新进展,重点介绍了此类复合材料作为光催化剂在去除环境污染物中的应用,包括去除气态污染物、还原重金属离子、降解抗生素类药物、降解有机染料和降解其他有机污染物等方面。最后对GO/MOF复合材料未来的发展趋势作出预测,以期推动MOFs新型复合材料应用于环境修复。 展开更多
关键词 氧化石墨烯 金属-有机框架 复合材料 光催化 环境修复
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自黏性锆基金属有机框架材料在重铬酸根离子吸附中的应用 被引量：5
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作者 禹凡 张向阳 +2 位作者 朱海霖 于斌 郭玉海 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期88-94,共7页
为解决金属有机框架材料(MOFs)粉体在处理重金属离子水体时易团聚、难回收、易二次污染的问题,文中提出将自黏性MOFs负载于非织造布上制备复合材料。利用聚氨酯低聚物对锆基MOFs(UiO-66-NH_(2))进行接枝改性,获得自黏性锆基有机框架材料... 为解决金属有机框架材料(MOFs)粉体在处理重金属离子水体时易团聚、难回收、易二次污染的问题,文中提出将自黏性MOFs负载于非织造布上制备复合材料。利用聚氨酯低聚物对锆基MOFs(UiO-66-NH_(2))进行接枝改性,获得自黏性锆基有机框架材料(Adh-UiO-66-NH_(2)),分析改性前后MOFs的晶型和形貌变化;经浸轧-焙烘将Adh-UiO-66-NH_(2)负载于PET非织造布上得到Adh-UiO-66-NH_(2)@PET非织造布复合材料,观测复合材料的形貌、亲疏水性和水通量,探究其对重铬酸根离子(Cr_(2)O_(7)^(2-))的吸附性能。结果表明:聚氨酯低聚物与UiO-66-NH_(2)以共价键方式结合制得Adh-UiO-66-NH_(2),但其仍保留原有的晶型,MOFs粒子均匀分散于聚氨酯基体中;经后整理后,Adh-UiO-66-NH_(2)以成膜的形式将非织造布纤维包裹,复合材料的亲水性相较纯PET非织造布亲水性增强且水通量增大;K 2Cr 2O 7水溶液经复合材料过滤后,颜色由淡黄色变至透明,Cr_(2)O_(7)^(2-)的紫外吸收峰明显变弱,且复合材料具有良好的可重复利用性,经5次连续的吸附-解吸-吸附工序,仍对Cr_(2)O_(7)^(2-)表现出良好的吸附性。 展开更多
关键词 重铬酸根离子 吸附 自黏性 金属有机框架材料 PET非织造布 复合材料
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