MIL-101(Cr)材料的合成及对水中布洛芬的吸附研究

制备了MIL-101(Cr)材料,借助X-射线衍射和红外光谱技术确认了标题化合物的结构,利用扫描电子镜(SEM)技术及物理吸附技术表征了其形貌特征与孔结构特征。结果表明MIL-101(Cr)材料大小均匀,平均粒径为0.8μm, BET比表面积与总孔容积分别为1505 m²·g^-1和0.11 cm³·g^-1。随后进行了对布洛芬的吸附研究,结果表明MIL-101(Cr)对布洛芬的吸附在30 min即可达到平衡,且为拟一级动力学过程,符合Langmuir吸附模型,最大吸附量为136.3 mg·g^-1。10 mg MIL-101(Cr)吸附剂可实现20 mg·L^-1布洛芬溶液中溶质的98%去除率。以上实验结果可为探究MIL-101(Cr)在水中有机污染物的去除提供参考。     

金属有机框架MIL-101(Fe)用于增强光催化降解含油污水中的原油（英文）

利用溶剂热法合成了一种稳定的金属有机框架(MOF)MIL-101(Fe),并作为一种新型光催化剂提高了油田废水中原油的降解性能。通过对反应条件的优化,确定了以下最佳参数：暗反应时间为30 min,光反应时间为30 min,p H值为5.5,催化剂量为150 mg/L,反应温度为303.15 K。在这些反应条件下,去除率达到了94.73%。本研究是铁基MOFs在油田废水光催化降解中的应用。MIL-101(Fe)在温和的酸性条件下表现出良好的稳定性,并且可以有效地循环利用。这些发现为利用MIL-101(Fe)作为一种很有前途的工业应用材料,通过光催化降解从受油污染的水中去除原油提供了有价值的见解。     

MIL-101(Fe)及其复合物催化去除污染物：合成、性能及机理

MIL-101(Fe)是一种典型的铁基金属有机框架材料(Fe-MOFs),具有结构灵活、比表面积大、孔隙率大、孔径可调节等优点。近年来,MIL-101(Fe)及其复合物在水污染修复领域得到了广泛的研究,特别是在还原六价铬(Cr(Ⅵ))和高级氧化去除水中有机污染物方面展现出良好的应用前景。通过功能化修饰以及与特定功能材料复合等方法可进一步改善MIL-101(Fe)的水稳定性、增强其光吸收特性和促进载流子分离效率等。本文重点综述了MIL-101(Fe)及其复合物的制备策略及其作为异相催化材料实现光催化还原Cr(Ⅵ)和高级氧化(光催化、活化H₂O₂和活化过硫酸盐)去除水中有机污染物的研究进展,并对MIL-101(Fe)及其复合物今后的发展予以展望。     

物理化学综合实验:g-C3N4/MIL-125(Ti)的制备表征及其光催化还原Cr(Ⅵ)性能测试

该综合实验制备了一种负载型催化剂，并对其光催化还原Cr（Ⅵ）性能进行测试。采用溶剂热法制备g-C3N4/MIL-125（Ti）催化剂，通过X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、N2-吸脱附曲线、固体紫外-可见漫反射光谱（DRS）、荧光光谱（PL）及交流阻抗谱（EIS）表征了催化剂的结构、形态以及光催化性能。结合材料的表征数据及性能测试结果分析探讨g-C3N4的负载量对光催化还原Cr（Ⅵ）活性的影响，进一步探究该催化反应的进行机制。该实验实现了光催化技术与物理化学实验教学的结合，可让学生获取催化学科的前沿知识，了解催化反应以及各种现代测试技术的基本原理。     

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。     

功能化氮氧自由基与MIL-101(Fe)协同催化醇氧化性能

利用酰胺化反应在2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)分子的4位引入乙酰氨基和异烟酰氨基分别获得Acet-TEMPO和isoNTA-TEMPO分子.将Acet-TEMPO、isoNTA-TEMPO和TEMPO分别与MIL-101(Fe)组成共催化体系,以苯甲醇选择性氧化为苯甲醛做模型反应,研究上述3种催...     

基于免疫反应抑制MIL-101(Fe)电催化活性的肌钙蛋白I电化学传感器

采用水热法合成了具有过氧化氢(H2O2)模拟酶活性的金属-有机框架材料MIL-101(Fe).将MIL-101(Fe)和心肌肌钙蛋白I抗体(anti-cTnI)依次通过共价键合法固定在氨基化石墨烯(NH2-GR)修饰玻碳电极表面,构建了基于MIL-101(Fe)/NH2-GR复合材料的新型cTnI电化学传感界面.电化学...     

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N_2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(375.2 m~2/g),尺寸约为500 nm。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(20 min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256.4 mg/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68.1 mg/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。     

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%.     

Anti-Influenza Virus Study of Composite Material with MIL-101(Fe)-Adsorbed Favipiravir

Nanomaterial technology has attracted much attention because of its antibacterial and drug delivery properties, among other applications. Metal-organic frameworks (MOFs) have advantages, such as their pore structure, large specific surface area, open metal sites, and chemical stability, over other nanomaterials, enabling better drug encapsulation and adsorption. In two examples, we used the common pathogenic bacterium Staphylococcus aureus and highly infectious influenza A virus. A novel complex MIL-101(Fe)-T705 was formed by synthesizing MOF material MIL-101(Fe) with the drug favipiravir (T-705), and a hot solvent synthesis method was applied to investigate the in vitro antibacterial and antiviral activities. The results showed that MIL-101(Fe)-T705 combined the advantages of nanomaterials and drugs and could inhibit the growth of Staphylococcus aureus at a concentration of 0.0032 g/mL. Regarding the inhibition of influenza A virus, MIL-101(Fe)-T705 showed good biosafety at 12, 24, 48, and 72 h in addition to a good antiviral effect at concentrations of 0.1, 0.2, 0.4, 0.8, 1.6, and 3 μg/mL, which were higher than MIL-101(Fe) and T-705.     

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。     

Assembling Ultrafine SnO2 Nanoparticles on MIL-101(Cr) Octahedrons for Efficient Fuel Photocatalytic Denitrification

Effectively reducing the concentration of nitrogen-containing compounds (NCCs) remains a significant but challenging task in environmental restoration. In this work, a novel step-scheme (S-scheme) SnO₂@MCr heterojunction was successfully fabricated via a facile hydrothermal method. At this heterojunction, MIL-101(Cr) octahedrons are decorated with highly dispersed SnO₂ quantum dots (QDs, approximate size 3 nm). The QDs are evenly wrapped around the MIL-101(Cr), forming an intriguing zero-dimensional/three-dimensional (0D/3D) S-scheme heterostructure. Under simulated sunlight irradiation (280 nm < λ < 980 nm), SnO₂@MCr demonstrated superior photoactivity toward the denitrification of pyridine, a typical NCC. The adsorption capacity and adsorption site of SnO2@MCr were also investigated. Tests using 20%SnO₂@MCr exhibited much higher activity than that of pure SnO₂ and MIL-101(Cr); the reduction ratio of Cr(VI) is rapidly increased to 95% after sunlight irradiation for 4 h. The improvement in the photocatalytic activity is attributed to (i) the high dispersion of SnO₂ QDs, (ii) the binding of the rich adsorption sites with pyridine molecules, and (iii) the formation of the S-scheme heterojunction between SnO₂ and MIL-101(Cr). Finally, the photocatalytic mechanism of pyridine was elucidated, and the possible intermediate products and degradation pathways were discussed.     

Eu掺杂的ZnO/MIL-53(Fe)光催化剂的合成及其对醇类选择性氧化的催化性能研究

采用原位合成法将稀土元素Eu掺杂到半导体ZnO中,并与MIL-53（Fe）复合,成功制备了三维（3D）纳米复合光催化剂Eu-ZnO/MIL-53（Fe）,通过X射线衍射（XRD）、红外（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、光致发光光谱（PL）、X射线光电子能谱分析（XPS）及电化学阻抗谱（EIS）等手段对复合材料的结构、形貌以及光学电学性能进行了详细的表征.实验结果表明：引入稀土元素可以极大地提高MIL-53（Fe）的光催化效率,同时促进光生电子-空穴的有效分离,使得催化活性进一步提高.通过活性捕捉实验和电化学手段对该反应可能的反应机理进行探究,结果表明：该光催化过程是通过空穴（h⁺）和羟基自由基（·OH）共同作用实现苯甲醇的选择性氧化.通过循环实验和表征参加光反应前后的催化剂的结构来探究该催化剂的光稳定性和热稳定性,结果表明该复合型光催化剂具有良好的光稳定性和热稳定性.     

Preparation of (Fe)MIL-101 on short carbon fibers to improve the flame retardancy,smoke suppression,and mechanical of epoxy resin

Nano (Fe)MIL-101 particles were grafted on the short carbon fibers (SCFs) by in situ growth method to prepare (Fe)MIL-101@SCFs. The flame-retarded composites of epoxy resin (EP) were fabricated with combination of (Fe)MIL-101@SCFs and ammonium polyphosphate (APP). The composites showed good flame retardancy, smoke suppression, and mechanical properties simultaneously. The main heat release rate peak of the flame-retarded composites was reduced and delayed evidently in comparison with pristine EP. The high amount of residual char with coherent and dense structure was formed owing to the catalytic char formation of (Fe)MIL-101 as well as the strengthening action of SCF. The improvement in mechanical properties of the flame-retarded composite was due to the reinforcement effects of (Fe)MIL-101@SCFs and its action of interfacial adjustment. This research solved the contradiction between the flame retardancy and mechanical properties of EP, and proposed a new method to prepare the mechanically reinforced and flame retardant EP.     

MIL-101(Cr)/GO复合吸附剂的O2/N2分离性能研究

变压吸附（PSA）制取O₂的核心是吸附剂.近年来,金属有机骨架（MOFs）被认为是一种具有广阔应用前景的新型吸附剂.通过水热法制备了MIL-101（Cr）/氧化石墨烯（GO）.结果表明,MIL-101（Cr）/GO-15具有更高的比表面积（3486 m²·g^-1）和更大的孔体积（2.39 cm³·g^-1）,因此也表现出更高的O₂吸附量（0.54 mmol·g^-1）.进一步根据理想吸附溶液理论（IAST）预测了其在O₂/N₂体积比为1：4混合气体中的O₂/N₂选择性为1.2,相比MIL-101（Cr）提高了17.65%.同时,MIL-101（Cr）/GO-15的循环利用性能更佳,经过三次O₂吸脱附循环后,依然拥有高达80%的O₂吸附量,具有较好的循环再生性能.     

MoS_2负载量对MoS_2/TiO_2光催化降解苯酚效率的影响及其作用机理研究

通过水解法制备TiO_2纳米颗粒,与经过超声处理后的MoS_2片层纳米材料复合制备MoS_2/TiO_2纳米催化剂,考察不同MoS_2负载量对其光催化降解苯酚效率及路径的影响。XRD、SEM、EDS、FT-IR和UV-vis DRS等表征结果表明,复合催化剂主要由锐钛矿型TiO_2和MoS_2组成;剥离后的MoS_2呈现薄片层状结构,均匀地分散在TiO_2纳米颗粒当中。光催化降解苯酚性能测试结果显示,对于MoS_2/TiO_2催化剂,MoS_2负载量的提高有利于光催化降解苯酚效率的提高;当MoS_2负载量为27%时,复合M o S2/TiO_2纳米颗粒的光催化性能最佳,反应80 min后可将苯酚完全降解。通过对苯酚降解过程中生成中间产物跟踪发现,MoS_2负载量的提高有利于促进中间产物苯醌、对苯二酚以及邻苯二酚的生成,进而提升了MoS_2/TiO_2复合材料的光催化性能。     

Ag-Y/MIL-101吸附剂的制备及其吸附脱硫性能

通过银、钇双金属改性制备了Ag-Y/MIL-101吸附剂,并对Ag-Y/MIL-101进行了X射线衍射(XRD)、电镜(SEMEDS)、比表面积(BET)和热重(TG-DTG)表征。考察了Ag-Y/M IL-101金属负载顺序、金属负载浓度、金属溶液用量、负载时间对脱硫性能的影响,优化了吸附脱硫条件。结果表明,金属改性得到的Ag-Y/MIL-101保持了MIL-101的晶格结构。与M IL-101相比,Ag-Y/MIL-101的比表面积和孔容均有所下降。适宜Ag-Y/MIL-101的制备条件为:先负载银后负载钇,银离子和钇离子的负载浓度均为30 mmol/L,金属溶液用量均为1 mL,负载时间为8 h。适宜Ag-Y/MIL-101的吸附脱硫条件为:吸附剂用量0.05 g,模拟油为10 mL,吸附温度为60℃,吸附时间为8 h。在此条件下,Ag-Y/MIL-101对噻吩的吸附量达到21.7 mg/g。Ag能显著提高MIL-101的吸附硫容,Y能显著提高MIL-101的吸附选择性,因此,Ag-Y/MIL-101吸附剂中Ag和Y的协同作用使其拥有比MIL-101更高的硫容和噻吩脱硫选择性。