功能化有序介孔二氧化硅材料在分析样品前处理中的应用

功能化有序介孔二氧化硅材料具有均一可调的介孔孔径、规则的孔道、稳定的骨架结构、易于修饰的内表面和较高的比表面积、高的吸附容量等特性,可用于生物、医药、环境样品等复杂基体中痕量分析物的高选择性分离与富集,因此在样品前处理中的应用特别引人瞩目。文中简要介绍了功能化有序介孔二氧化硅材料的制备方法,综述了功能化有序介孔二氧化硅材料在分离富集金属离子、有机污染物以及生物大分子样品前处理中的应用进展。     

功能化金属有机骨架材料去除饮用水污染物的研究进展

金属有机骨架(MOFs)材料是一类以过渡金属为中心、含杂原子的有机物为配体、通过配位作用形成的周期性网络多孔晶体材料。与其他的多孔材料相比,MOFs配体种类繁多,比表面积极大,孔径大小可调控且具有特殊(饱和或不饱和)的金属位点,在气体存储、催化、吸附与分离等领域有广阔的应用前景。近年来,功能化MOFs对污染物的富集和去除成为学者关注的热点。这是由于通过对MOFs进行功能化修饰,能够改变MOFs的孔径大小、表面带电性质等物化性质,从而实现对目标物更高效的吸附。该文综述了近年来功能化MOFs对饮用水污染物吸附的研究进展,包括饮用水污染物的类型及危害、功能化MOFs的制备方法以及去除饮用水污染物的应用,并对今后的发展前景进行了展望。     

多孔有机骨架材料对顺式二醇化合物富集分离的研究进展

基于在碱性环境下硼酸能与顺式二醇化合物可逆共价结合形成稳定的五元或六元环酯,而在酸性环境下环酯开环释放顺式二醇化合物这一特性,设计合成高效、高选择性、高富集性能的硼亲和材料的研究备受关注。近年来,许多研究工作者合成了各种类型的硼亲和材料,应用于高选择性富集顺式二醇化合物。金属有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COFs)由于具有孔径可调、高孔隙率、高比表面积、骨架结构可调和化学及热稳定性良好等特点,被广泛应用于色谱分离和样品前处理领域。为赋予MOFs和COFs材料对顺式二醇化合物的富集选择性,各种不同结构和不同种类的硼酸修饰的MOFs和COFs被合成出来。该综述主要是对近几年来80余篇源于科学引文索引关于硼酸功能化MOFs和COFs的种类、合成方法及其应用文章的总结,包括“金属配体-片段共组装”“合成后修饰”和“自下而上”的硼酸功能化多孔材料的修饰策略,以及硼酸功能化MOFs和COFs的种类,介绍了其在化学分析和生物分析领域的发展概况和应用前景,客观评价了硼酸功能化MOFs和COFs的区别和优缺点。该文旨在让研究人员能够充分了解近几年硼酸功能化多孔有机骨架材料的研究现状、掌握合成思路和方法,为其应用提供一定的理论指导和技术支撑,为加快硼酸功能化多孔有机骨架材料的商业化脚步贡献绵薄之力。     

金属有机骨架材料在吸附分离大气污染物中的应用

大气污染问题是关系人民生命健康和经济社会和谐发展的重大问题.因此需要开发高效的吸附材料用于大气污染物的吸附和分离.金属有机骨架材料(MOFs)是一类新型的多孔材料,该材料具有结构多样、孔结构有序、大比表面积和高孔隙率等结构特点.MOFs通过调节有机配体的长度和官能团调节孔径和孔道尺寸,并进行功能化修饰在孔道中引入功能性...     

共价有机框架材料催化剂

共价有机框架材料（covalent organic frameworks, COF）是功能材料领域研究的热点之一。COF具有孔道结构高度有序、孔径可调、比表面积较大、合成方法多样和易于功能化修饰等优点,是一类新兴的多相催化剂。目前,COF催化剂主要设计思路是：基于“自下而上”策略将非金属催化活性中心嵌入材料骨架来构筑本征型COF催化剂,或者以COF为载体,通过后修饰方式负载金属颗粒或离子构建多相催化剂。鉴于COF以上优势,预计COF催化剂在多相催化和手性催化领域中的应用也将取得更大的进展。本文综述了COF催化剂的合成和功能化策略,并展望了COF在多相催化领域中的应用前景。     

金属有机骨架及其复合材料在固相微萃取中的制备及应用

金属有机骨架材料是近几年涌现出的一类新型多功能多孔固体材料,由金属离子和有机配体自组装形成.基于其比表面积高、孔隙率大、热稳定性好和结构与功能多样化等优点,此类材料可作为潜在的吸附剂来对水体等环境污染物进行预处理分析.此外,金属有机骨架材料和不同功能材料如碳基材料、分子印迹聚合物材料以及磁性纳米粒子等组装形成的金属有机骨架复合材料,其整体性能较优于母体金属有机骨架材料.因此,金属有机骨架复合材料在样品预处理方面的应用也引起了研究者的极大兴趣和广泛关注.结合自己的研究工作,对近5年的金属有机骨架材料以及金属有机骨架复合材料,主要在固相微萃取样品预处理方面的应用进行了综述,并对其发展前景进行了展望.     

金属有机骨架材料的合成及应用

金属有机骨架(MOFs) 材料是目前研究很热的一种新功能材料。本文讨论了金属有机骨架材料的设计原理、制备过程、骨架结构的影响因素以及骨架合成的发展状况,总结了金属有机骨架材料在催化剂、气体的储存和分离方面的应用,并对这种新型多功能材料在设计、合成与应用中的广阔前景做了展望。     

共价有机框架(COFs)材料的结构控制及其在环境化学中的应用

近年来,共价有机框架(COFs)材料因其稳定的结构、高比表面积、大孔隙率、可修饰结构和易于功能化而受到了科学家们的广泛关注。通过控制COFs材料的孔径、形状和链接方式以及后合成修饰,功能性COFs材料在气体储存分离、传感器和药物传输等领域发挥了越来越重要的作用。尤其在环境化学领域,COFs材料的研究和应用已成为一热门课题。本文综述了COFs材料的结构控制、分类以及在环境污染物检测和去除中的应用,包括对重金属离子、放射性核素、有机污染物和气体污染物的吸附和催化等。通过改变构筑单体的大小和形状、引入特殊官能团和活性位点等方法,可以增强污染物与COFs材料的相互作用(氢键相互作用、π-π相互作用和范德华力等),使COFs材料在环境领域应用中有优异的表现。本文最后展望了COFs材料在环境领域的应用前景和今后的研究方向,希望能为该领域的研究提供参考。     

基于离子液体修饰的金属有机骨架材料在CO2分离与转化方面的研究进展

基于离子液体修饰的金属有机骨架材料(IL@MOF)兼具离子液体和金属有机骨架材料的优势,具有吸附效果好、易分离且可重复利用等特点,在CO_2气体分离与转化领域展示出了良好的应用潜力。本文综述了离子液体修饰金属有机骨架材料的制备方法及其在CO_2分离与转化领域的最新应用研究,并对其未来发展趋势进行了展望。     

金属有机骨架材料在氨低温催化还原氮氧化物反应中的应用

氮氧化物(NO _x )是造成大气污染的主要污染物之一,工业窑炉和燃煤电厂等固定源以及以机动车为代表的移动源所排放的氮氧化物对生态环境造成了一系列的危害。为此控制并降低NO _x 排放是当前十分艰巨的任务。金属有机骨架材料(MOFs)这种新型的多孔聚合材料由于其多活性位点、高比表面积、结构可修饰、易于功能化而表现出突出的多相催化性能近年来在低温工业脱硝领域逐渐受到关注。本文总结了MOFs材料在氨低温催化还原氮氧化物反应中的应用进展,重点阐述了单金属和双金属的MOFs材料的应用以及MOFs衍生物催化剂的研究。最后对MOFs在低温脱硝领域中目前存在的问题并对其发展方向和前景进行了展望。     

Recent developments in the adsorptive removal of heavy metal ions using metal-organic frameworks and graphene-based adsorbents

Clean and potable water is a growing concern around the globe. Among the different water pollutants, heavy metal ions pose a serious health concern to all living beings. The quest for new adsorbents to remove heavy metal ions received a boost with the development in the field of metal-organic framework (MOF). The advancement in synthetic strategies and designing of MOF enabled the researchers to tune the adsorption characteristics and tailor the material specific to a heavy metal ion. Similar to MOF, graphene-based two-dimensional and three-dimensional materials are also promising due to the diverse functionalization possibilities and cost-effectiveness. There had been growing interest in applying MOF and graphene-based materials for the removal of heavy metal ions in the past decade. This review summarizes these developments in detail.     

金属有机框架材料吸附性能应用的研究

金属有机框架材料(MOFs)是一种多孔聚合物材料,其相关研究近年来取得迅速发展。MOFs是以金属离子为中心,桥连的有机配体作为支撑经延伸形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料[1]。由于其较强的功能性、较高的比表面积、超高的孔隙率以及可调控的孔道结构[2],MOFs在储气、分离、催化、载药和光学等领域受到了极大的重视,并具有广泛的应用前景。本文从MOFs材料的结构设计出发,介绍近几年MOFs材料在能源气体(H2、CH4)的储存,H2S、CO2、有机气体分子的捕集以及医学领域(对于一些药物的吸附装载)的研究进展,并对MOFs材料在应用上存在的问题进行了阐述,对其未来的发展趋势作出展望。     

环糊精聚合物吸附剂的制备及其应用研究

含有重金属离子和有机化合物分子的污水具有产生量大、难处理等特点,对生态环境和人类健康均有潜在危害。环糊精聚合物(CDPs)既保留了环糊精自身的空腔及空腔外多羟基结构特征,同时也结合了聚合物的结构稳定性、基团多样性等优势,在污染物处理方面得到了广泛应用与关注。本文详细介绍了CDPs作为吸附剂的两种经典制备方法——交联法和固载法,阐述了其近年来在吸附染料分子、重金属离子、酚类物质以及药物分子方面的应用,分析了其作为吸附剂对不同污染物的吸附机理,并对CDPs研究与应用的发展趋势进行展望。     

水滑石及其衍生物处理水中污染物的研究进展

水滑石(LDH)由于具有记忆效应、内部结构可调性、层间阴离子可交换性等优良性质,而在水处理领域具有广阔应用前景。综述了水滑石及其衍生物处理水中污染物的最新研究进展。介绍了LDH处理重金属废水和有机废水,利用催化氧化性能或通过与不同材料复合处理废水。此外,还简述了LDH的规模化生产现状及存在问题,对LDH材料在水处理领域的未来发展方向进行了展望。     

钯基氧还原反应电极的构筑及其在水处理领域的研究进展

发展氧气还原反应(ORR)的二电子高效电催化剂一直是燃料电池领域的研究热点,但针对具有二电子还原特征且可应用于水处理领域电极材料的研究还处在起步阶段。本综述介绍了近年来二电子还原特征的贵金属电极材料及其在电催化处理水中污染物的研究进展。在Fe~(2+)存在下,Pd基电极材料催化氧气还原合成H_2O_2,间接催化氧化水中有机污染物,实现有机物的矿化降解和水质的净化;Pd基电极催化还原水中有机污染物、无机盐等,将其转化为低毒性、易处理产物并彻底去除;Pd基催化电极的高效电子传导性能增强了水中重金属离子的氧化/还原转化,实现重金属去除。本综述展望了纳米电极材料在水处理应用的机遇与发展方向。     

Spectroscopic and electrochemical properties of organic framework of macrocylic OONNOO-donor ligand with its metal organic framework: host/guest stability measurements

In this study, we synthesized 1,2-di(o-aminophenoxy)ethane, as the starting material, used in the preparation of a novel hexadentate OONNOO-donor macrocyclic ligand-1,4,11,14-tetraoxo-7,8-diaza-5,6:9,10;15,16:19,20-terabezocyclododeca-8,17-iene. It has twenty membered organic framework (OF), which has been designed, synthesized and characterized. Our main findings of this paper are related to the organic framework of ligand, its capacity to digest the metal ions and the stability of metal organic framework (MOFs) with cobalt(II), nickel(II) and manganese(II). The authenticity of the used organic framework and its metal complexes have been detected and observed in solid state as well as in aqueous solutions. The main observations were made on the basis of physiochemical measurements viz.: elemental analyses, molar conductance measurements, magnetic susceptibility measurements, IR, 1H NMR, 13C NMR, mass spectroscopy, electronic, ESR spectroscopy. In addition, the magnetic susceptibility and electrochemistry measurements have been made. The 1H NMR spectra suggest stereochemistry and proton movement interaction. Considering the used organic framework there are a lot of carbon atoms in the molecule reflected by the 13C NMR spectrum. All these observations gave a clear view to confirming the encapsulation; arrive at the composition, structure and geometry of encapsulated complexes. In simple words, it confirms the host/guest coordination and its stability. Electrochemical properties of the complexes have been investigated to confirm the various changes in oxidation state of metals with change in potentials with respect to current at different scan rate.     

基于聚多巴胺的表面改性方法研究现状

多巴胺具有与贻贝粘附蛋白类似的性能。它可以沉积在几乎所有物质表面对其进行改性,且能与氨基、巯基、金属离子等官能团反应,所以将多巴胺修饰在材料表面不但可以赋予材料表面依赖于聚多巴胺(PDA)的仿生特性,而且PDA的反应活性为材料表面的二次修饰提供了理想的平台。这种基于PDA的表面修饰方法不但简单、绿色且适用性非常广,可应用于化学、生物、医药、材料等多个领域。本文从多巴胺的结构以及聚合、粘附机理研究入手,对近几年在材料表面修饰PDA,且以其为平台再二次修饰的报道进行了归纳总结,进一步认识和理解了多巴胺的性能,并为设计和构建新型的、高性能化的PDA仿生功能材料提供思路,推动研究者们在此基础上将PDA应用于更多的领域,使其向着绿色化和多样化方向发展。     

过硫酸盐活化高级氧化新技术

过硫酸盐在热、光、过渡金属催化等条件激活下产生强氧化性的硫酸根自由基·SO₄^-。基于·SO₄^-的过硫酸盐活化“高级氧化技术”在环境污染治理领域的应用,是刚刚发展起来的崭新的研究方向,具有广阔的应用前景。本文在分析其基本原理的基础上,综述了过硫酸盐活化技术在国内外土壤地下水有机污染原位修复、难降解有机废水处理等环境污染治理方面的研究进展,并就存在问题进行了研究展望。     

氢解还原法进行环境污染控制

化学氢解法具有脱卤、脱氮、脱硫、脱芳构化等作用,目前的研究表明该方法对环境中的许多重要污染物都具有还原去除效果,包括卤代化合物、硝基芳香化合物、有机硫化合物、多环芳烃等有机污染物,以及硝酸盐、硫酸盐、氮氧化物、二氧化硫、重金属等无机污染物。为此,本文综述了氢解还原方法降解各类污染物的研究现状,分别介绍了上述各种污染物氢解还原的脱除机理以及影响因素的作用机制,基于绿色化学的要求分析了氢解还原方法的技术优势,从提高氢解效率和节能的角度提出了今后的研究方向。     

离子型共价有机框架材料的制备及对染料吸附性能的研究

茜素红(Alizarin Red,AR)作为蒽醌类染料中的重要组成,由于其具有优异的特性,在染料和酸碱指示剂等方面被广泛使用。但是AR具有毒性高、结构复杂以及化学需氧量(COD)值大等原因,使其成为了主要污染物之一,去除水体中的茜素红染料污染物已经成为了目前亟待解决的问题。共价有机框架材料作为一种新型的多孔有机材料,由于其具有比表面积大,孔径均一和可设计的独特优势,已经广泛应用吸附和分离等方面。因此,以三醛基间苯三酚和溴化乙锭为构筑单元,通过水热的方法合成一种二维离子型共价有机框架材料(TpEB-COF)。对制备的TpEB-COF进行相关表征,包括X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)等。然后将制备的TpEB-COF作为固体吸附剂,将其应用对水中AR的吸附,研究了不同吸附时间和不同pH值对吸附过程的影响。实验结果证明制备的离子型共价有机框架材料具有良好的晶型结构。同时,对实验数据分析表明,离子型共价有机框架材料对于茜素红的吸附符合准二级动力学方程和Langmuir吸附模型,吸附效率为82.8%,最大吸附量为828 mg g-1。本研究不仅为共价有机框架材料的设计和合成奠定坚实的基础,而且拓展了离子型共价有机框架材料的应用范围,促进共价有机框架材料的发展。