1. 研究目的与意义
金属有机框架(MOFs)是由无机金属中心(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, 形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料, 其孔径通过增加刚性有机桥接分子的长度可以很容易地由几个埃米调整到几纳米(高达9.8 nm), 并具备难以置信的巨大比表面积(1000~10000 cm2/g), 远远超过了沸石、介孔碳等传统多孔材料。
正因为MOFs材料组成、结构和孔径的灵活可控的独特特点带来了其形貌设计的多样性和可操作性, 因此MOFs材料在用作制备各种形貌纳米多孔材料的理想前体方面具有极大的吸引力。
通过在惰性气氛下热解的方法, MOFs可方便地转换为基于碳的纳米多孔材料,在控制热解温度和后处理基础上, MOFs前驱体的孔结构特性可以很大程度被转移到多孔碳材料上, 从而提供了定制的表面性能和微观结构。
2. 课题关键问题和重难点
多孔碳材料由于具备大比表面积、均一的孔道结构、刚性的框架、优良的化学性质及良好的热稳定性等优点,被认为是制备功能材料的理想载体,因此在吸附、催化及电化学等领域具有广泛的应用.其中多孔碳的孔道结构、表面特性、前驱体来源与制备方法都对材料成本和应用性能具有重要影响,而如何方便地实现多孔碳材料的组成结构调控、降低制备成本一直是研究的重点。
金属有机框架材料(MOF)是过渡金属离子与有机物通过配位键连接形成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料。
它种类繁多,具有高孔隙率、大比表面积、规则的孔道结构、孔道易调控以及易实现功能化等优点。
3. 国内外研究现状(文献综述)
金属有机框架(MOFs)是由无机金属中心(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, 形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料, 其孔径通过增加刚性有机桥接分子的长度可以很容易地由几个埃米调整到几纳米(高达9.8 nm), 并具备难以置信的巨大比表面积(1000~10000 cm2/g), 远远超过了沸石、介孔碳等传统多孔材料。
因为MOFs材料组成、结构和孔径的灵活可控的独特特点带来了其形貌设计的多样性和可操作性, 因此MOFs材料在用作制备各种形貌纳米多孔材料的理想前体方面具有极大的吸引力。
通过在惰性气氛下热解的方法, MOFs可方便地转换为基于碳的纳米多孔材料,在控制热解温度和后处理基础上, MOFs前驱体的孔结构特性可以很大程度被转移到多孔碳材料上, 从而提供了定制的表面性能和微观结构。
4. 研究方案
1综述MOFs衍生的碳催化材料的背景和意义。
2归纳其在催化氧化中近来的研究进展。
3分析这些催化材料的结构、性能特点。
5. 工作计划
第1周:归纳总结近年来MOFs衍生的碳催化材料,归纳其在催化氧化中近来的研究进展,分析这些催化材料的结构、性能特点,为下一步催化材料设计开发奠定基础。
第2周:完成开题报告。
第3周:检索中文文献,关键词:金属有机框架、衍生碳材料、催化材料,下载相关性高的文献。
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