偶氮苯功能化的光响应共价有机框架材料

通过后修饰的方法, 在共价有机框架(COFs)材料JUC-500的孔道中引入光敏性的偶氮苯小分子, 合成了具有光热刺激响应的共价有机框架材料JUC-501. 在紫外线和加热作用下, 孔道中的偶氮苯会发生可逆的顺-反异构变化, 对染料污染物甲基橙(MO)表现出优异的可逆吸附与释放性能.     

具有超高阳离子染料去除能力的磺酸功能化球形共价有机框架

通过三醛基间苯三酚(TFP)与2,2′-联苯胺二磺酸(BDSA)的席夫碱反应, 合成了β-酮烯胺连接的磺酸功能化球形共价有机框架(TFP-BDSA COF). 所得阴离子型TFP-BDSA可迅速吸附如亚甲基蓝(MLB)、 结晶紫(CV)和罗丹明B(RhB)等阳离子染料, 而对如甲基橙(MO)和荧光素钠(FS)等阴离子染料则难以吸附, 该COF可实现基于电荷模式的阴离子、 阳离子染料的分离. TFP-BDSA对阳离子染料的吸附动力学均遵循拟二级吸附动力学模型, 吸附过程符合Langmuir吸附模型, 其对MLB, CV和RhB的最大吸附容量分别高达1116, 1429和1638 mg/g. 与其它COFs材料相比, TFP-BDSA对CV和RhB的吸附容量最高. 该工作可为开发功能COFs材料实现对废水中有机污染物的快速吸附和有效去除提供参考.     

磁性共价有机框架材料吸附甲基橙和茜素绿两种阴离子有机染料

以自制的磁性共价有机框架材料(COF)为吸附剂,采用静态吸附法研究了其对甲基橙(MO)和茜素绿(AG-25)的吸附行为。 结果表明,在25 ℃,pH值6~8的条件下,磁性COF对两种阴离子染料的的吸附量分别为997和1314 mg/g。 两种染料的吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,表明吸附过程为单层吸附;吸附动力学均符合准二级动力学模型,说明吸附过程以化学吸附为主。 磁性COF对水体中的阴离子染料体现出高吸附量和快速吸附的特点,具有潜在的价值。     

共价有机框架材料研究进展

共价有机框架材料是一类具有周期性和结晶性的有机多孔聚合物。共价有机框架材料由轻质元素通过共价键连接,拥有较低的密度、高的热稳定性以及固有的多孔性,在气体吸附、非均相催化、能量存储等研究领域有着广泛的应用潜力,引起了科学界强烈的研究兴趣。本文主要综述了近年来共价有机框架材料的最新研究进展,包括其结构设计、合成、纯化、表征以及在气体吸附,催化及光电等方面的应用,并对共价有机框架材料未来的发展趋势进行了展望。     

共价有机框架材料在吸附领域的研究进展

共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs)是由有机结构单元通过共价键连接的具有期性结构的多孔化合物。共价有机框架材料具有永久的孔隙、高的比表面积、可调的孔径、易于功能化和高的水热稳定性等优点,广泛应用于许多领域。本文总结了COFs目前主要的合成方法,介绍了COFs在吸附领域的应用和发展。最后,文章指出未来的研究重点是发展更多有机反应和键连方式,合成具有高度稳定性和结晶度、成本低廉的功能性材料。     

甜菜碱OSB-12@高岭土杂化材料对染料吸附机理研究

实验设计以硅酸铝为实体框架、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱(OSB-12)为功能有机物, 通过共沉淀法合成同时吸附阴、阳离子染料的纳米材料. 借助FT-IR, SEM以及比表面孔隙分析等多种手段表征该吸附材料的结构、形貌. 材料通过静电纺丝制备成微米纤维, 解决了材料的便捷、完全回收问题, 且对阴、阳离子染料均有良好吸附效果, 吸附速率快. 结果表明, 弱酸性桃红B和碱性艳蓝BO吸附量分别达到471和847 mg/g, 论文详细讨论了染料的吸附机理, 电荷作用在离子型染料吸附过程中起主导作用, 即包埋在材料中的两性表面活性剂OSB-12发挥着离子交换的功能. 从染料去除率和材料分离性能等可以预见, 该材料在实际染料废水处理中体现了良好的应用潜力.     

羧基化石墨烯对4种离子型染料的吸附脱色

合成的羧基化石墨烯（G-COOH）用FT-IR进行表征,并对G-COOH用于水溶液中甲基紫、中性红、灿烂黄和茜素红4种离子型染料的吸附性能进行了研究。 考察了吸附剂用量、吸附时间、初始浓度以及溶液pH值等条件对吸附效果的影响。 同时,研究了甲基紫染料的脱附性能,结果表明,用NaOH/EtOH混合溶液洗脱甲基紫,洗脱率可达88.2%,洗脱后的G-COOH可再利用。 从热力学角度探讨得出,G-COOH对阳离子染料甲基紫和中性红的吸附行为能够较好的符合Langmuir等温吸附模型,而对阴离子染料灿烂黄和茜素红的吸附行为则能够较好的符合Freundlich等温吸附模型,计算的吸附参数表明,G-COOH对4种染料的吸附过程容易进行。 动力学研究表明,G-COOH对4种离子型染料的吸附行为均能较好的符合准二级吸附模型。 该实验研究表明,在处理染料废水时,G-COOH为相当优异的吸附剂。     

晶态多孔材料合成方法的研究进展

晶态多孔材料是一类具有高孔隙率、多样结构、可控功能的功能材料,在客体分子吸附及分离、催化、储能等众多领域具有广阔的应用前景.其中,以沸石分子筛(zeolites)、金属有机框架材料(metal-organic frameworks, MOFs)和共价有机框架材料(covalent-organic frameworks, COFs)最具代表性.随着对晶态多孔材料研究的不断深入,众多新型的合成手段被开发用于材料的基础研究.同时,晶态多孔材料合成方法学的发展与其工业应用密切相关.本综述主要概述了晶态多孔材料的各种合成手段的优缺点和它们的潜在应用.     

碳碳键链接的二维共价有机框架研究进展

二维共价有机框架(Two-dimensional Covalent-Organic Frameworks, 2D COFs)是指一类由π-共轭构筑单元通过共价键连接形成的具有二维拓扑结构的晶态多孔材料.由于其独特的周期性多孔结构、高比表面积、优异的稳定性等特点在离子传输、光电材料、催化等领域展现出了巨大的应用潜力.其中,碳碳键链接的共价有机框架因兼具优异的稳定性和良好的结晶性,被认为是最具有前景的二维聚合物材料之一.近年来,基于不同的设计原则和合成策略涌现出了许多具有不同结构和优异性能的碳碳键链接共价有机框架.在这篇综述中,按照构筑单元的拓扑结构对碳碳键链接共价有机框架进行分类,并归纳总结了迄今为止C=C和C—C键链接的二维共价有机框架在合成方法、结构创新、性能提升以及实际应用领域的研究进展.该综述旨在为相关领域的研究人员更好地设计和合成具有多种功能的多孔结晶材料提供参考,从而促进碳碳键链接共价有机框架材料在光电领域的进一步发展和应用.     

一种高比表面积共价有机框架材料的合成及药物缓释性能

合成了一种具有较高比表面积(S_BET=1804 m ²/g)的新型二维共价有机框架(COF)材料(JUC-516), 并将其应用于模拟人体体液(SBF)中模拟动物体内的药物缓释, 取得了较理想的效果. 通过Materials Studio模拟、 粉末X射线衍射(PXRD)、 N₂吸附-脱附分析、 扫描电子显微镜(SEM)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法表征了所得COF材料的结构, 证实JUC-516是一种基于AA堆积hcb拓扑、 具有高结晶度和球状形貌的共价有机框架材料.     

Fabrication of highly crystalline covalent organic framework for solid-phase extraction of three dyes from food and water samples

Herein, a covalent organic framework, which was fabricated at room temperature by using 1,3,5-tris(p-formylphenyl) benzene and 1,3,5-tris(4-aminophenyl)benzene as building blocks, was employed as an adsorbent for solid-phase extraction of dyes including congo red, methyl blue and direct red 80 for the first time. The prepared covalent organic framework was properly characterized by different techniques and the results revealed that it had a uniform spherical structure, high crystallinity, satisfactory surface area, and good thermal stability. Moreover, the adsorption performance of the material was explored by using static and dynamic adsorption experiments and the results indicated that the material showed good adsorption capacities for three dyes with adsorption capacities in the range of 55.25–284.10 mg/g and the adsorption equilibrium can be achieved in 15 min. Further, to achieve the best adsorption effects of the material, the influence parameters such as pH, ionic strength, type of desorption solvent, and the material dosage in the solid-phase extraction column, were optimized in turn. Finally, under optimal conditions, the solid-phase extraction coupled with HPLC was applied to the analysis of dyes in food and water samples. The recoveries of dyes in actual samples were satisfactory, revealing the unique applicability of the material in the sample pretreatment field.     

金属有机骨架材料MIL-101及其改性材料去除环境污染物的研究进展

目前我国水环境以及空气面临着严峻的污染形势,许多危害人身体健康的污染物亟待治理。 金属有机骨架作为目前新兴的多孔材料,具有高孔隙率、高比表面积、结构可调性以及不饱和金属位点等特点。 这使得金属有机骨架材料具有一定的环境污染物去除能力。 围绕对苯二甲酸铬金属有机骨架材料(MIL-101)及其功能化修饰的改性材料的结构信息展开,总结了材料的主要合成方法,对功能化修饰的方法和原理进行分析,重点分析了这种材料在环境污染物去除等方面的应用研究进展,包括它在重金属离子、农药、抗生素、有机染料、碘离子等污染物的吸附处理领域的应用, 以及在污染物的监测和环境风险预警方面的应用潜力。 指出了材料在制备成本、反复利用次数、污染物后续处理等方面仍然存在的问题。     

Magnetic nanomaterials for the removal,separation and preconcentration of organic and inorganic pollutants at trace levels and their practical applications: A review

The presence of organic and inorganic pollutants in nature even in very small concentrations threatens human and other living bodies health and makes it significant to remove, separate and preconcentrate these pollutants. Recently magnetic nano sorbents has been used frequently in the separation and preconcentration of these pollutants. The use of magnetic nano sorbents modified with inorganic and organic species has widespread applications in the solid phase extraction (SPE) studies due to its many unique properties. These modified nano sorbents are preferred due to their advantages such as high adsorption capacities and large surface areas. This review examined different types of magnetic materials such as magnetic carbon-based nano sorbents, inorganic nano sorbents with magnetic properties, magnetized biosorbents, magnetic metal-organic frameworks, and magnetized ionic liquids used in SPE studies. In this study, a comprehensive and systematic review of the separation and preconcentration of analytes such as heavy metal ions, drug active substances, pesticides, dyes, hormone disruptors, etc with SPE methods using magnetic nanomaterials has been revealed. Future aspects and challenges that may be encountered are discussed.     

有机-无机杂化聚离子液体材料制备及其对染料吸附性能的评价

以烯丙基三乙氧基硅烷与1-乙烯基-3-辛基咪唑溴盐离子液体为单体通过自由基聚合及溶胶-凝胶制备了有机-无机杂化聚离子液体材料。通过红外光谱和扫描电镜对所制备的杂化聚离子液体材料进行了表征,并考察了其对柠檬黄、日落黄、苋菜红以及诱惑红等常见染料的吸附性能。研究结果表明:所制备的聚离子液体材料对日落黄和诱惑红具有优异的吸附性能,其吸附容量分别为29.20和86.17 mg/g;当吸附时间为5 min时,该材料对诱惑红和日落黄的吸附分别达到平衡时吸附量的87.5%和72.8%,显示了较快的吸附速率。     

Sulfonated Hollow Covalent Organic Polymer: Highly‐Selective Adsorption toward Cationic Organic Dyes over Anionic Ones in Aqueous Solution

A sulfonated hollow covalent organic polymer (sh‐COP‐P) was prepared by post sulfonation of hollow covalent organic polymer (h‐COP‐P) synthesized through poly‐condensation of tetrabiphenylporphyrin (TBPP). In comparison with h‐COP‐P, sh‐COP‐P exhibits significantly enhanced adsorption capacity of organic cationic dyes in aqueous solutions accompanied with notably reduced adsorption capacity of anionic dyes. This gives sh‐COP‐P a satisfactory performance in selectively separating cationic organic dyes from anionic ones, mainly attributed to the electrostatic interaction between polymer backbone and the guest molecules.     

功能化介孔材料在环境领域的应用研究进展

介孔材料是一种具有较大比表面积和高度有序孔道结构的材料,而功能化介孔材料是将介孔材料改性而使其具有不同的功能。这种材料由于具有极好的吸附和催化性能而被广泛应用于环境领域中。本文总结了功能化介孔材料的制备方法,包括引入官能团、掺杂金属和酸改性;探讨分析了几种制备方法下的功能化介孔材料的特点和应用前景;重点介绍了功能化介孔材料在吸附重金属、有机污染物、染料、CO2以及催化领域的研究进展;最后展望了未来功能化介孔材料的应用前景和发展趋势,以期为功能化介孔材料的发展提供参考和指明方向。     

离子液体固定化材料在固相萃取中的应用研究进展

离子液体是由阴、阳离子组成的低温熔融盐,几乎没有蒸汽压,具有稳定性好、溶解能力强、结构可设计、导电性好等优良性能。离子液体作为一种广受关注的新型“绿色溶剂”,具有代替传统有机溶剂的潜力,其制备方法和应用范围研究日趋完善和多样,已广泛应用于催化化学、光电化学、材料化学和分析化学等领域。离子液体通过功能化导向设计后,可以将羟基、氨基、羧基、氰基等活性基团键合在离子液体结构上,促使其更加易于与目标分子通过生成π-π键、氢键、离子键和范德华力等而产生相互作用,更加易于发生固定化反应。将离子液体负载到固体载体材料进行固定化后,新型材料既可以减少离子液体的流失,同时保留了离子液体和固体载体的独特性能,具有富集效率高、吸附容量高、稳定性好、识别位点多、萃取选择性强、离子液体利用率高等特点,近年来,在有机小分子固相萃取分离研究中应用广泛。该文从离子液体与硅胶、分子筛、分子印迹聚合物、氧化石墨烯、磁性材料等固体载体的固定化研究情况入手,综述了离子液体固定化材料在固相萃取分离中的应用情况,涉及的目标分离物质包括生物碱类、黄酮类、多酚类等天然活性成分,以及常见药物分子、有机农药等有机小分子化合物,系统地介绍了离子液体与多种载体固定化的性质、应用和分离机制。离子液体的引入,增加了复合材料的活性位点分布和吸附容量,离子液体固定化材料的吸附效率与离子液体种类、吸附材料用量、样品溶液浓度、吸附温度、pH值、洗脱溶剂类型、用量及流速等因素有关。该文探讨了离子液体结构相对单一、相关基础理论研究相对薄弱、复杂基质萃取程度不理想等问题,并提出相应的解决思路,以期为离子液体固定化材料在复杂基质中目标分子分离分析方面的应用提供借鉴和参考。