基于氟硅烷改性 UIO-66-OH的疏水金属有机骨架材料的制备及在灰岩类石质文物保护中的应用

疏水材料的研制一直是石质文物保护工作中的难点问题。本工作制备了一种新型疏水金属有机骨架(MOF)材料,即采用氟硅烷修饰含有2-羟基对苯二甲酸桥联配体的Zr-MOF以获得UIO-O-FS材料,并对材料进行了FTIR、X射线衍射、N₂吸附-脱附、热重、扫描电镜和透射电镜等表征分析以及抗侵蚀试验。试验结果表明,该材料具有良好的疏水性、固结性、耐酸性和耐盐性,是一种新型石质文物保护材料。     

高稳定性金属有机骨架UiO-66的合成与应用

金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属中心与有机配体自组装而成的、具有三维网状有序孔结构的新型多孔晶体材料,其具有超高的比表面积、种类和结构多样性、可化学功能化等特点,在多个研究领域显示出了潜在的应用前景,已成为当前化学、材料学科的研究热点之一。 然而大多数MOFs材料的稳定性较差,极大地束缚了MOFs材料的发展。 以Zr为金属中心,对苯二甲酸为有机配体的UiO-66具有较好的热稳定性,结构可在500 ℃保持稳定,并且其还具有很高的耐酸性和一定的耐碱性,引起了人们的关注。 本文主要综述了UiO-66在合成调控、功能化合成和后改性方面的研究现状,以及其在吸附和催化等领域的应用前景。     

卟啉金属有机骨架材料的合成及其在催化反应中的应用

金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)材料不仅具有非常高的孔隙率和表面积,而且其骨架结构可调控性强,容易实现功能化。功能性MOFs材料是近年发展起来的均相催化剂多相化的有效方法之一。均相催化剂金属卟啉具有很好的催化活性,卟啉构建功能性MOFs材料主要通过两种方式:一种是卟啉作为有机构筑模块制备MOFs材料,另一种是将金属卟啉封装到MOFs内部。卟啉MOFs材料因集合了MOFs的微观结构可调控性和仿酶催化剂金属卟啉的特殊催化活性而引起广泛关注。本文介绍了卟啉MOFs材料的设计合成策略及近年来卟啉MOFs材料在催化领域中的应用,并对其催化应用趋势作了展望,以期对卟啉MOFs材料的设计合成及其催化性能有比较全面的认识。     

金属有机骨架材料在轻烃分离中的应用

金属有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属离子或金属簇通过与有机配体自组装而形成的新型材料。近年来,金属有机骨架材料在轻烃(包括甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、丙烯和丙烷)分离方面引起了广泛兴趣。本文简要地介绍了多种金属有机骨架材料分离不同轻烃气体的最新研究进展,并对影响分离效果的因素与研究前景进行了总结和展望。     

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.     

金属有机骨架材料在催化中的应用

金属有机骨架(MOFs)材料是一种相对新型的多孔材料,由于其结构的多样性、可设计性、可剪裁性以及超高的比表面积,近年来吸引了广泛的研究兴趣,并在很多领域展现了潜在的应用前景.特别是在催化方面的应用更受到了强烈的关注.本文的前两部分主要以催化活性位点的来源进行分类,包括配位不饱和金属中心、功能性有机配体、化学修饰接入功能位点以及嵌入在MOFs孔内的金属配合物或金属纳米颗粒等,总结了近几年来MOFs及其复合材料在多相催化方向取得的一些进展.同时在后面两部分也简要地介绍了MOFs在光催化及以MOFs为模板构筑的多孔纳米材料在催化(特别是电催化)方面的一些应用.最后,对MOFs在催化方面的应用前景做了展望.     

金属有机骨架材料在二氧化碳加氢中的应用

大气中二氧化碳(CO_2)浓度的急剧增加引起了人们的关注,并提出了许多将CO_2转化为高价值化学品的策略。金属有机框架材料(MOFs)由于其独特的孔隙率、大的比表面积、丰富的孔结构、多活性中心、良好的稳定性和可回收性,可用于二氧化碳的捕获和催化转化。基于晶体多孔材料的金属有机骨架(MOF)设计和合成的各种功能纳米材料可以作为多相催化剂或载体/前体来应对这些挑战。在本文中,笔者将主要关注MOFs在催化二氧化碳加氢领域的最新研究进展,包括催化加氢制备一氧化碳、甲烷、甲酸、甲醇和烯烃,分析了基于MOFs的催化剂的合成方法和提高催化活性的原因。介绍了提高新型MOF材料的催化活性和探索新的CO_2转化可行的策略。讨论了MOF型催化剂在CO_2化学转化中的主要挑战和机遇,对本研究领域中进一步的发展进行了简要的展望。     

金属有机骨架材料在传感器中的应用

摘 要 金属有机骨架（Metal Organic Framework,MOFs）是由有机配体与金属离子或金属离子簇通过配位作用自组装而成的一种具有永久孔道性的开放结晶骨架,通常也被称为配位聚合物（PCPS）。因为其较大的比表面积、规整的孔道结构、热稳定性和化学可裁剪性,使其在多个领域具有广阔的应用前景。近年来,随着MOFs在传感领域的发展,许多不同的功能基团被引入到MOFs的孔道中,研制出具有荧光识别性能的MOFs。本论文综述了近几年来基于MOFs的化学传感器在离子识别、PH检测、挥发性有机物和气体检测、爆炸物识别和生物分子检测等关键领域的研究进展,并对MOFs在化学传感器的应用前景进行了展望。     

中孔金属有机骨架材料的制备与应用

相对于微孔金属有机骨架化合物,中孔金属有机骨架化合物的研究大大拓宽了该类材料的应用,尤其是在多相催化、挥发性有机物吸附和药物输送等领域。目前存在的问题主要集中在材料制备环节,尽管可以从分子水平设计出具有合适尺寸的中孔金属有机骨架材料,但是会出现合成过程中骨架结构发生贯穿无法得到中孔,甚至样品活化过程中骨架发生坍塌失去中孔等问题。本文综述了中孔金属有机骨架材料的设计策略与制备方法,如使用长配体、混合配体、表面活性剂辅助及后合成修饰等方法,并对各种制备方法的优缺点进行了总结。简要介绍了中孔金属有机骨架材料在气体存储、多相催化、分子传感、挥发性有机物吸附和药物载体等领域的应用进展,最后展望了该材料的发展前景。     

金属有机框架膜的制备及应用

金属有机框架化合物是一类新颖的纳米孔结晶材料,其由金属离子或簇以强的配位键形式连接多种多样的有机配体构成．金属有机框架化合物的均一孔径、高比表面积和吸附亲和力等独特的结构特点使其在组装成具有优异性能的膜方面具有很强的吸引力．金属有机框架膜在基础理论和实际应用方面显示了巨大的潜力．本文主要介绍近年来关于金属有机框架膜的制备及其在分离、化学传感、催化和电化学中的应用等研究,同时指出了目前需要克服的问题．     

金属有机骨架复合材料生物传感器检测肿瘤标志物的应用进展

生物传感器是传统肿瘤标志物检测方法的有效替代方法,而基于金属有机骨架(MOF)复合材料的生物传感器在肿瘤标志物检测方面具有速度快、灵敏度高、检出限低、成本低等优点.综述了MOF及其复合材料的分类,介绍了基于MOF复合材料的生物传感器在检测肿瘤标志物方面的应用进展,并对基于MOF复合材料的生物传感器未来发展趋势进行了展望...     

环糊精基的金属有机骨架的合成及负载5-氟尿嘧啶的研究

用溶剂热法合成了基于环糊精的金属有机骨架化合物(Na-CD-MOF),采用X-射线单晶衍射、红外光谱和元素分析进行了结构表征.以5-氟尿嘧啶(5-FU)为模型药物,研究了Na-CD-MOF的细胞毒性和载药及体外释药的能力.研究结果表明,新合成的Na-CD-MOF对5-FU的负载量最大为1.18g/g,且具有明显的缓释作用.体外细胞毒性实验表明,Na-CD-MOF具有良好的生物相容性,有望成为一种绿色的药物载体.     

基于金属有机骨架材料Tb-BTC显现潜指印的研究

为探究金属有机骨架材料在指印显现领域的应用,本研究采用预混合迅速滴显的方法,使金属有机骨架材料Tb-BTC直接络合在指印纹线上.使用该材料对渗透性客体中A4纸、黑色卡纸、牛皮纸;非渗透性客体中透明玻璃片、瓷砖上的皮脂指印进行显现,探究了不同配比、不同滴加顺序、不同显现时间的预混合溶液对不同类型、不同遗留时间、不同遗留物...     

基于金属有机框架水凝胶的一步式快速富集检测养殖水体中孔雀石绿北大核心CSCD

孔雀石绿是一种三苯甲烷类化合物,在水产品饲养中对疾病的防治有着不错的疗效,但因对人体健康有危害而被列为禁用药。由于实际样品中成分复杂,对于此类染料的检测方法难以同时兼具富集性好、灵敏度高且方便快速的优点。该工作制备了金属有机框架材料(MOF),采用MOF纳米材料掺杂的水凝胶(PAAM-SA/MOF)对养殖水体中的孔雀石绿进行吸附研究。采用一系列表征手段对MOF、PAAM-SA和PAAM-SA/MOF的微观形貌进行分析,结果表明吸附材料已成功合成。通过优化水凝胶吸附剂用量、吸附时间、孔雀石绿溶液pH、吸附温度、孔雀石绿溶液初始浓度等吸附萃取条件,使溶液中的孔雀石绿基本完全吸附在水凝胶中,在最优条件下,吸附效率最高可达97%。此外,采用不同极性的有机溶剂对吸附的孔雀石绿进行洗脱,通过优化洗脱液体积,脱附率最高达99%。在最佳条件下,该方法在高、中、低3个水平下的样品加标回收试验中回收率达到84.8%~118.1%,相对标准偏差小于5.1%,方法的检出限为0.083μg/L(S/N=3),定量限为0.25μg/L(S/N=10)。该方法简化了前处理过程,结合了MOF和水凝胶这二者各自的优点,添加的MOF材料可以在水凝胶体系中发挥其良好的吸附性,既解决了传统的MOF材料因粒径太小而回收率低的难题,便于吸附后直接提取,同时也解决了纯水凝胶吸附效率较低的问题,整体上提高了吸附效率和可回收性。实际样品测试表明该新型水凝胶吸附材料可用于养殖水体中孔雀石绿的快速萃取和检测,在食品检测领域具有很大潜力。     

Preparation of magnetic metal-organic framework MIL-101(Fe) and its application in the extraction of anthraquinones in rhubarb

In this work, a magnetic octahedral metal-organic framework (Fe₃O₄@NH₂-MIL-101(Fe)) was synthesized for the magnetic solid-phase extraction of three anthraquinones, including aloe-emodin, emodin, and physcion, in rhubarb. The Fe₃O₄@NH₂-MIL-101(Fe) exhibits a high specific surface area of 259.2 m²/g with an average pore size of 6.0 nm and high magnetic responsivity of 23.4 emu/g, which may be used as an adsorbent for rapid preconcentration and separation of target analytes. The main parameters for magnetic solid-phase extraction of anthraquinones, including the amount of adsorbent, extraction time, extraction temperature, extraction pH, elution solvent, and elution time, were systematically optimized. The whole extraction process requires a very low amount of adsorbent and a small volume of the sample. Besides, under the optimized conditions, the method shows satisfactory spiked recovery for anthraquinones in the range of 93.3–109.1% and the limits of detection are 1.7–3.4 ng/mL. The relative standard deviations for intra- and inter-day precision are 0.2–1.3% and 0.2–0.6%, respectively. The experimental results indicate that the developed method is feasible for the analysis of anthraquinones in rhubarb.     

基于MIL-100(Fe)的磁性纳米碳材料的制备及其在内源性肽富集中的应用

以Fe₃O₄为核，采用层层自组装的方法合成核壳型Fe₃O₄@MIL-100（Fe）磁性纳米材料，经高温煅烧得到具有较大孔径（17.78 nm）、高含碳量（6.79%）的磁性纳米材料Fe₃O₄@MC。将该材料用于多肽的富集，并通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪（MALDI-TOF MS）进行鉴定。Fe₃O₄@MC材料从牛血清白蛋白（BSA）酶解液中富集得到33条肽段，且具有较高的选择性（BSA酶解液与BSA的质量比为1：400），用于人血清中内源性肽段的分离富集也取得了较好的效果。     

Aminated metal-organic framework (NH2-MIL-101(Cr)) incorporated polyvinylidene (PVDF) hybrid membranes: Synthesis and application in efficient removal of Congo red from aqueous solution

The efficient treatment of wastewater containing organic dyes generated in diverse industrial processes has become more crucial owing to increasing environmental concerns. In this paper, we incorporated the aminated functional NH₂-MIL-101(Cr) into the porous polyvinylidene fluoride (PVDF) to fabricate the MOFs/polymer hybrid membranes, which combined the surface activity of MOFs and the membrane's filtration plus the adsorption process, and can be used in the high-efficient removal of congo red (CR) from aqueous solution. Two synthesis strategies were employed, and both of which are useful in fabricating the NH₂-MIL-101(Cr)@PVDF hybrid membranes. The NH₂-MIL-101(Cr) particles are mainly incorporated into the pores of PVDF, and thus enhance the hydrophilicity, water flux as well as porosity of the hybrid membranes. In the adsorption experiments, the influences of various conditions including the solution pH, adsorption time, adsorption isotherms, reusability, and the filtration performances were investigated systematically, and all the hybrid membranes show evidently improved adsorption performances compared to original PVDF films. The adsorption thermal and dynamics analyses indicate that the adsorption process is mainly featured in Langmuir monolayer adsorption and chemical adsorption. The hydrogen bonding at the interface of CR/NH₂-MIL-101(Cr) is responsible for the selective adsorption of CR. The excellent reusability and the dynamic adsorption performances determine the potential applications of MOF-based hybrid membranes in the membrane separation of CR from practical waste water.     

疏水性Cosalen/SBA-15的制备及在甲苯选择性氧化中的应用

以介孔分子筛SBA-15为载体, 先采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)进行氨基硅烷化修饰, 然后经甲基三乙氧基硅烷(MTES)疏水修饰后固载双水杨醛缩乙二胺合钴配合物(Cosalen). 采用傅里叶变换红外光谱、 紫外-可见漫反射光谱、 X射线光电子能谱、 元素分析、 等离子体发射光谱、 X射线衍射和氮气物理吸附等手段对制备的固载型催化剂Cosalen/SBA-15进行了物相结构和修饰程度的表征, 并考察了样品对甲苯、 苯甲醛和苯甲醇的吸附性能及在甲苯液相氧化反应中的催化性能. 结果表明, 固载型催化剂Cosalen/SBA-15的介孔结构和孔道有序性保持良好, Cosalen通过与氨基配位固载在修饰后的载体SBA-15上, 且高度分散, 氨基硅烷化和甲基修饰明显增强了其表面疏水性能, 对苯甲醛和苯甲醇的吸附量降低. 疏水性Cosalen/SBA-15协同N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)催化甲苯液相分子氧氧化反应, 无溶剂体系在130 ℃下反应2 h, 甲苯转化率达到16.0%, 产物中苯甲醛和苯甲醇的总选择性为32.0%, 在一定程度上抑制了极性产物深度氧化为苯甲酸. 高温不利于苯甲醛和苯甲醇选择性的提高, 降低温度至110 ℃, 甲苯转化率达到12.9%时, 苯甲醛和苯甲醇的总选择性提高到43.9%.