金属有机框架MIL-101(Fe)对水中微囊藻毒素-LR的吸附

通过溶剂热法制备了性质稳定的金属有机框架材料MIL-101(Fe),并用于吸附去除水中的微囊藻毒素-LR。采用电子显微镜、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、Zeta电位和N2吸附-脱附等方法对制备的纳米材料进行了表征。MIL-101(Fe)具有多孔结构和较高的比表面积(375.2m2/g),尺寸约为500nm。考察了pH值、离子强度、温度、吸附时间、浓度等参数对吸附剂吸附能力的影响。结果表明,静电作用和配位作用是主要的作用机理。MIL-101(Fe)对微囊藻毒素-LR的吸附速度很快(20min内达到吸附平衡),吸附过程符合准二级动力学模型;MIL-101(Fe)对微囊藻毒素-LR表现出良好的吸附性能,其最大吸附量为256.4mg/g。溶液中存在的腐植酸对MIL-101(Fe)的吸附性能产生一定的影响。受腐殖酸、盐类的影响,相同条件下MIL-101(Fe)对江水中微囊藻毒素-LR的吸附性能有所下降,但仍可达到68.1mg/g。因此,该方法简便、高效,适用于快速除去污染水体中的微囊藻毒素-LR。     

五乙烯六胺改性金属有机骨架材料MIL-101(Cr)对CO_2的吸附性能

采用溶剂热法合成金属有机骨架材料MIL-101(Cr),用回流法将五乙烯六胺(PEHA)负载到MIL-101(Cr)孔道中的不饱和金属位点上,使用扫描电镜、粉末X射线衍射、氮气物理吸附、元素分析和傅里叶变换红外光谱等表征手段考察材料的结构和形貌,测试氨基改性前后的MIL-101(Cr)在25℃、不同压力下对CO_2的吸附效果。结果表明,负载0.24 m L五乙烯六胺后的MIL-101(Cr)对CO_2的吸附效果最好,在25℃、常压下对CO_2的饱和吸附量可达58.944 mg/g,相比未负载五乙烯六胺的MIL-101(Cr)吸附量(CO_2饱和吸附量为44.208 mg/g)增加了33%。随着吸附压力的增加,MIL-101(Cr)和0.24PEHAM IL-101(Cr)对CO_2的饱和吸附量逐渐增加,当吸附压力为1.1 MPa时,两者的吸附量分别为1 147.59和1 256.74 mg/g,表明该类材料在高压下对CO_2有着良好的吸附效果。     

金属有机框架材料MIL-101在吸附去除水中有机污染物中的应用进展

金属有机框架材料(MOFs)是一种极具前景的水中污染物吸附材料,其中,拉瓦锡研究所材料(MIL)凭借较好的稳定性和较多的可调节位点在众多MOFs中脱颖而出.与其他MILs相比,MIL-101具有比表面积较大和表面活性位点多的特点,在水中的稳定性高,已成为一种新兴的吸附材料.鉴于此,该文对近年来MIL-101在水中有机污染物去除领域的应用研究进行了综述,主要对MIL-101结构、改性修饰及其在水污染物吸附去除方面的应用及吸附机理进行了介绍.最后对MIL-101吸附材料的应用前景进行了分析和展望.     

MIL-53系列金属有机骨架化合物的合成及在Strecker反应中的催化性能

通过改变金属中心和配体官能团,合成了4个MIL-53系列金属有机骨架化合物NH₂-MIL-53（Sc）,NH₂-MIL-53（Al）,MIL-53（Sc）和NO₂-MIL-53（Sc）;研究了它们在合成α-氨基腈的Strecker反应中的催化性能.结果表明,NH₂-MIL-53（Sc）对于Strecker反应具有优异的催化性能,并具有可重复使用性.通过对比NH₂-MIL-53（Sc）和NH₂-MIL-53（Al）的催化性能,分析了金属离子半径和金属中心不饱和配位点对Strecker反应的影响.通过对比NH₂-MIL-53（Sc）与MIL-53（Sc）的催化性能,证明了作为路易斯碱中心的氨基可通过与路易斯酸中心的协同作用,有效促进Strecker反应的进行.通过对比NO₂-MIL-53（Sc）与MIL-53（Sc）的催化性能,认为催化剂结构上的硝基对于Strecker反应的进行具有重要影响.最后,通过对比NH₂-MIL-53（Sc）、硝酸钪和2-氨基对苯二甲酸（ATA）配体对催化性能的影响,总结出催化剂在纳米尺度的孔道结构是提高Strecker反应选择性的关键因素.     

松脂素二糖苷印迹修饰金属有机骨架复合材料的合成及其吸附性能

构建了金属有机骨架MIL-101的后合成印迹修饰法以改善其对松脂素二糖苷(PDG)的吸附选择性.MIL-101经过氨基化修饰及表面接枝制备了金属有机骨架-分子印迹复合材料MIPs@ED-MIL-101,用X射线衍射法、红外光谱法及扫描电镜分析对MIL-101的晶体结构、表面化学功能基团及结构形貌进行表征.测试了 MIP...     

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。     

铬-对苯二甲酸MOF的框架异构：MIL-88B(Cr)和MIL-101(Cr)

可以通过简单地控制乙酸浓度的方法,在相似的水热合成条件下合成2种同一家族的金属有机框架材料(MOFs):MIL-88B(Cr)和MIL-101(Cr)。在相对较低的乙酸浓度下,可以得到平均粒径为100 nm的MIL-101(Cr),并拥有很高的BET比表面积(3543 m^2·g^-1)。而在相对较高的乙酸浓度下,则可得到另一种具有“呼吸”特性结构的MOF——MIL-88B(Cr)。利用粉末X射线衍射、扫描电镜、N2吸附-脱附分析、热重分析等对它们的结构、形貌、孔隙率等性质做了详细的分析。     

金属有机骨架材料MIL-53(Al)负载钴催化剂的CO催化氧化反应性能

采用溶剂法合成了热稳定性高的金属有机骨架材料MIL-53(Al)(MIL:Materials of Institut Lavoisier),用此材料为载体负载钴催化剂用于CO的催化氧化反应,并与Al2O3负载的钴催化剂进行了对比.采用热重-差热扫描量热(TG-DSC)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)、N2物理吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H2-TPR)等方法对催化剂的结构性质进行了表征.TG和N2物理吸附-脱附结果表明,载体MIL-53(Al)有好的稳定性和高的比表面积;XRD以及TEM结果表明Co/MIL-53(Al)上负载的Co3O4颗粒粒径(平均约为5.03 nm)明显小于Al2O3上Co3O4颗粒粒径(平均约为7.83 nm).MIL-53(Al)的三维多孔结构中分布均匀的位点能很好地分散固定Co3O4颗粒,高度分散的Co3O4颗粒有利于CO的催化氧化反应.H2-TPR实验发现Co/MIL(Al)催化剂的还原温度低于Co/Al2O3催化剂的还原温度,低的还原温度表现为高的催化氧化活性.CO催化氧化结果表明,MIL-53(Al)负载钴催化剂的催化活性明显高于Al2O3负载钴催化剂,MIL-53(Al)负载钴催化剂在160°C时使CO氧化的转化率达到98%,到180°C时CO则完全转化,催化剂的结构在催化反应过程中保持稳定.     

MIL-101(Fe)高效催化 β-蒎烯与甲醛的Prins缩合制备诺卜醇

通过水热晶化法制备了MIL-101(Fe)金属有机骨架材料, 利用X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 热重分析(TG)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂的结构和形貌进行了表征. 结果表明, 该材料用于催化β-蒎烯与甲醛的Prins缩合制备诺卜醇反应的效果优异; 催化剂合成温度、 合成时间、 催化剂用量、 反应溶剂、 反应温度和反应时间对β-蒎烯的反应结果均有一定影响. 在相似的反应条件下, 合成的MIL-101(Fe)催化β-蒎烯制备诺卜醇反应的最佳条件为使用150 ℃下反应15 h合成的催化剂MIL-101(Fe), 在90 ℃下反应8 h得到的β-蒎烯转化率高达97.3%, 诺卜醇选择性达到96.7%.     

金属有机骨架材料MIL-53(Al)负载纳米Pd颗粒：一种CO氧化的活性催化剂

通过等体积浸渍法制备了金属有机骨架材料MIL-53(Al) (MIL：Materials of Institut Lavoisier)负载纳米Pd催化剂. 采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的结构进行了表征. 催化剂在反应前后XRD衍射峰保持不变,说明载体MIL-53(Al)具有良好的稳定性. 采用TEM对催化剂进行表征,结果表明,MIL-53(Al)的多孔晶体结构有助于形成高度分散的纳米Pd颗粒,样品2.7% (w) Pd/MIL-53 中Pd颗粒的平均粒径为2.21 nm. 该催化剂在CO氧化反应中表现出较高的催化活性,115 ℃达到完全转化. 同时催化剂可循环使用,多次反应后催化活性和催化剂结构都保持稳定.     

The effect of encapsulated Zn-POM on the catalytic activity of MIL-101 in the oxidation of alkenes with hydrogen peroxide

Zinc monosubstituted Keggin heteropolyanion [PZnMo₂W₉O₃₉]^5? was electrostatically bound to nanocages of MIL-101 polymer matrix. The Zn-POM@MIL-101 catalyst was characterized by XRD, N₂ adsorption, atomic absorption (AAS), and FT-IR spectroscopic methods. The catalytic activity of the new composite material, Zn-POM@MIL-101, was assessed in the oxidation of alkenes using aqueous hydrogen peroxide as oxidant. Zn-POM@MIL-101/H₂O₂ catalytic system demonstrated good catalytic activity in the oxidation reactions. Zn-POM@MIL-101 was reusable for three catalytic cycles. While the MIL-101 matrix is an active catalyst in these oxidation reactions, the presence of Zn-POM significantly changed the selectivity and reaction times.     

Isobutane dehydrogenation over chromia alumina catalysts prepared from MIL-101:Insight into chromium species on activity and selectivity

Various mesoporous chromia alumina catalysts were prepared by five different methods based on a metal-organic framework MIL-101 and their catalytic performances over isobutane dehydrogenation were investigated. The highly dispersed chromium species were produced on catalyst KCrAI-I1 with largest specific surface area of 198 m2-g-1 prepared with aluminium isopropoxide （Al（i-OC3HT）3） by ultrasonic im- pregnation method. However, the catalyst KCrAI-I2 synthesized by stirring impregnation possessed crystalline a-Cr203 phase, which was poorly dispersed. Two types of Cr-rich and Al-rich CrzA12_zO3 solid solutions, designated as CrAI-I and CrAI-II phase, were formed over the catalysts KCrAI-I3 （prepared by Al（i-OC3HT）3 with nitric acid regulation）, KCrA1-C4 （prepared by aluminium chloride hexahydrate） and KCrA1-N5 （prepared by aluminium nitrate nonahydrate）. Catalytic evaluation results revealed that KCrAI-I1 exhibited the high isobutane con- version due to its highly dispersed chromium species. However, KCrAI-I3, KCrA1-C4 and KCrA1-N5 showed the higher isobutene selectivity （95.2%-96.4%） on account of the formation of chromia alumina solid solutions in the catalysts. Moreover, the solid solution over the chromia alumina catalysts could greatly suppress the coke formation.     

Isobutane dehydrogenation over chromia alumina catalysts prepared from MIL-101: Insight into chromium species on activity and selectivity

Various mesoporous chromia alumina catalysts were prepared by five different methods based on a metal-organic framework MIL-101 and their catalytic performances over isobutane dehydrogenation were investigated. The highly dispersed chromium species were produced on catalyst KCr Al-I1 with largest specific surface area of 198 m2 g-1prepared with aluminium isopropoxide(Al(i-OC3H7)3) by ultrasonic impregnation method. However, the catalyst KCr Al-I2 synthesized by stirring impregnation possessed crystalline α-Cr2O3 phase, which was poorly dispersed. Two types of Cr-rich and Al-rich Crx Al2-xO3 solid solutions, designated as Cr Al-I and Cr Al-II phase, were formed over the catalysts KCr Al-I3(prepared by Al(i-OC3H7)3with nitric acid regulation), KCr Al-C4(prepared by aluminium chloride hexahydrate) and KCr Al-N5(prepared by aluminium nitrate nonahydrate). Catalytic evaluation results revealed that KCr Al-I1 exhibited the high isobutane conversion due to its highly dispersed chromium species. However, KCr Al-I3, KCr Al-C4 and KCr Al-N5 showed the higher isobutene selectivity(95.2%-96.4%) on account of the formation of chromia alumina solid solutions in the catalysts. Moreover, the solid solution over the chromia alumina catalysts could greatly suppress the coke formation.     

Tandem oxidative isocyanide-based cycloaddition reactions in the presence of MIL-101(Cr) as a reusable solid catalyst

The tandem oxidative three-component synthesis of two types of the heterocycles such as furans and imidazopyridines, via isocyanides [1+4] cycloaddition reactions in the presence of MIL-101(Cr) under aerobic conditions are reported. When the 4-toluenesulfonylmethyl isocyanide was used, an unexpected [3+2] cycloaddition reaction of isocyanides with aldehydes accomplished and dihydrophenyloxazoles and phenyloxazoles produced. These syntheses were successfully carried out using a wide scope of the substrates.     

Pt/MIL-101(Cr)在肉桂醛选择性加氢反应中的催化性能

采用简单易行的浸渍法将Pt纳米粒子负载到MIL-101(Cr)上,制备了Pt/MIL-101(Cr)催化剂,并对其在肉桂醛选择性加氢反应的催化性能进行了研究。XRD、N₂吸附、TEM和催化性能的研究结果表明,Pt的负载量对负载于MIL-101(Cr)上Pt纳米粒子的尺寸及所制备催化剂对肉桂醇的选择性有很大影响。低Pt负载量(1.0%)的Pt/MIL-101(Cr)较其他MOFs和无机材料在肉桂醛选择性加氢反应中表现出了高的催化性能,在优化的反应条件下肉桂醛转化率和对肉桂醇的选择性可分别达96.5%和86.2%。Pt/MIL-101(Cr)催化剂具有良好的稳定性。Pt/MIL-101(Cr)所表现出的优良的催化性能同MIL-101(Cr)载体的孔道结构及其表面性质密切相关。     

Pt/MIL-101(Cr)在肉桂醛选择性加氢反应中的催化性能

采用简单易行的浸渍法将Pt纳米粒子负载到MIL-101(Cr)上, 制备了Pt/MIL-101(Cr)催化剂, 并对其在肉桂醛选择性加氢反应的催化性能进行了研究。XRD、N₂吸附、TEM和催化性能的研究结果表明, Pt的负载量对负载于MIL-101(Cr)上Pt纳米粒子的尺寸及所制备催化剂对肉桂醇的选择性有很大影响。低Pt负载量(1.0wt%)的Pt/MIL-101(Cr)较其他MOFs和无机材料在肉桂醛选择性加氢反应中表现出了高的催化性能, 在优化的反应条件下肉桂醛转化率和对肉桂醇的选择性可分别达96.5%和86.2%。Pt/MIL-101(Cr)催化剂具有良好的稳定性。Pt/MIL-101(Cr)所表现出的优良的催化性能同MIL-101(Cr)载体的孔道结构及其表面性质密切相关。     

金属有机骨架化合物催化合成不对称有机碳酸酯

金属有机骨架化合物(MOFs)是通过过渡金属和有机配体的自组装形成的一类新型材料, 具有高表面积、多孔性、孔尺寸可调等优点, 在催化、分离和气体储存等方面得到广泛应用. 用三种不同方法制备了金属有机骨架化合物, 并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和红外(IR)光谱等方法进行了表征. 结果表明, 用不同方法制备的MOFs表现出不同的结构和形貌, 用直接混合法制备的MOFs是有效的催化碳酸二乙酯与醇酯交换制备有机碳酸酯的多相催化剂. 系统地考察了反应时间、反应温度、催化剂用量和底物摩尔比对反应的影响, 结果表明, 碳酸二乙酯与芳香醇、脂环醇、脂肪醇和杂环醇均能以100%选择性高产率地合成有机碳酸酯, 固体催化剂经简单离心分离可重复使用至少2次.     

PdAg/MIL-101(Fe)催化NaBH4水解制氢

将PdAg纳米颗粒负载到MIL-101(Fe)上作为硼氢化钠水解制氢的催化剂。采用XRD、TEM、HRTEM、XPS、SEM和EDS等方法对催化剂PdAg/MIL-101(Fe)的结构进行了表征。PdAg/MIL-101(Fe)在硼氢化钠水解制氢中表现出较高的催化活性,在温和的条件下水解制氢最大速率为2.60 L·min^–1·g_cat.^–1。详细研究了反应温度、催化剂用量、氢氧化钠和硼氢化钠浓度对该催化反应的影响规律。结果发现,制氢速率很大程度上依赖于反应温度,随着反应温度的升高,制氢速率明显增加,制氢的表观活化能为54.89 kJ·mol^–1。该催化剂重用性能好,5次循环后仍能保持活性。     

新型HPWs@MIL-101催化剂的制备、表征及其催化性能

采用直接合成法将磷钨杂多酸(HPWs)固载到金属-有机骨架材料MIL-101的介孔笼中,制得新型HPWs@MIL-101多相催化剂。利用XRD、N2吸附、扫描电镜(SEM)、XPS、UV-Vis DRS、Raman和FT-IR等手段对该催化剂进行了表征,并研究了其在环戊烯选择氧化制备戊二醛反应中的催化性能。结果表明,磷钨杂多酸高度分散在金属-有机骨架MIL-101的介孔笼中,将磷钨杂多酸固载到MIL-101上后,能够很好地保持磷钨杂多酸的Keggin结构和载体MIL-101的晶体骨架结构。HPWs@MIL-101催化剂的催化性能远高于传统浸渍法制备的催化剂的催化性能,当磷钨杂多酸的负载量为12.5%(w)时,HPWs@MIL-101表现出最优的催化性能,环戊烯转化率高达100%,戊二醛的得率达到78.7%。重复实验表明该催化剂具有较高的稳定性,使用三次后,GA的得率仍然达到74.1%。     

Preparation and characterization of metal-organic framework MIL-101(Cr)-coated solid-phase microextraction fiber

Metal-organic frameworks (MOFs) have received great attention as novel sorbents due to their fascinating structures and intriguing potential applications in various fields. In this work, a MIL-101(Cr)-coated solid-phase microextraction (SPME) fiber was fabricated by a simple direct coating method and applied to the determination of volatile compounds (BTEX, benzene, toluene, ethylbenzene, m-xylene and o-xylene) and semi-volatile compounds (PAHs, polycyclic aromatic hydrocarbons) from water samples. The extraction and desorption conditions of headspace SPME (HS-SPME) were optimized. Under the optimized conditions, the established methods exhibited excellent extraction performance. Good precision (<7.7%) and low detection limits (0.32–1.7 ng L⁻¹ and 0.12–2.1 ng L⁻¹ for BTEX and PAHs, respectively) were achieved. In addition, the MIL-101(Cr)-coated fiber possessed good thermal stability, and the fiber can be reused over 150 times. The fiber was successfully applied to the analysis of BTEX and PAHs in river water by coupling with gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS). The analytes at low concentrations (1.7 and 10 ng L⁻¹) were detected, and the recoveries obtained with the spiked river water samples were in the range of 80.0–113% and 84.8–106% for BTEX and PAHs, respectively, which demonstrated the applicability of the self-made fiber.