毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述一、MOFs简介1、MOFs的起源近几十年来,出现了两个新的配位化学分支,金属有机骨架(MOF)和超分子配位络合物(SCC)。
前者由金属中心或无机簇的无限网络组成,这些簇由简单的有机连接物通过金属-配体配位键桥接。
后者包括离散的系统,其中精心选择的金属中心与包含多个以特定角度定向的结合位点的配体进行自组装,以生成有限的超分子配合物。
在最基本的层面上,SCC和MOF都共享由有机配体连接的金属节点的设计,并且这种结构可以广义地定义为金属有机材料(MOM)。
[1]2、MOFs的定义MOFs是由有机配体与无机节点(金属阳离子或氧化物团簇)连接所构建的具有典型特征的纳米晶体,有机配体种类繁多,主要是基于羧酸盐[2],含氮基团[3],甚至是膦酸盐[4]。
对MOF多样性的探索,不仅是关注其实际应用,同时有关网络拓扑结构在材料合成中的应用也将成为一个主要的研究重点[5]。
有机连接体和无机金属节点的结合,使得MOF具有无机金属的活性,有机配体和官能团相关的物理化学性质,同时配体之间的高孔隙结构以及坚固的框架结构和结构多样性与可调性等等,这些都为MOF在各种领域上面的广泛应用打下了基石。
3、MOFs分类 (1) IRMOF (isoreticular metal-organic framework) 系列: 由分离的次级结构单元[Zn4O]6 无机基团与一系列芳香羧酸配体, 以八面体形式桥连自组装而成的微孔晶体材料;(2) ZIF (zeolitic imidazolate framework) 系列: 类沸石咪唑酯骨架材料, 是利用Zn或Co与咪唑配体反应合成出的类沸石材料;(3) CPL (coordination pillared-layer) 系列: 由六配位金属元素与中性的含氮杂环类2, 2′-联吡啶、 4, 4′-联吡啶、 苯酚等配体配位而成; (4) MIL (materials of institute lavoisier) 系列: 使用不同的过渡金属元素和琥珀酸、 戊二酸等二羧酸配体合成;(5) PCN (porous coordination network) 系列]: 含有多个立方八面体纳米孔笼, 并在空间上形成孔笼-孔道拓扑结构; (6) UIO (university of oslo) 系列: 由Zr的正八面体与12个对苯二甲酸 (BDC) 有机配体相连, 形成包含八面体中心的孔笼和八个四面体角笼的三维微孔结构。
二、MOFs衍生物的应用1、MOFs衍生物的优点 (1) 金属离子, 如Fe, Ni, Co等可作为催化中心; (2) 超大的比表面积可暴露更多的活性位点; (3) 大的材料孔隙度可为反应物和生成物的扩散提供更多通道; (4) 杂原子掺杂到碳颗粒中或金属与杂原子、 碳 (如Co-N-C) 结合后能增强电催化活性[11]。
这些性质都使MOFs衍生材料成为了贵金属催化剂有效的替代材料。
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