納米孔洞金屬-有機骨架空心球的制備及其應用研究.pdf

1、納米孔洞金屬-有機骨架配合物(Metal-OrganicFrameworks，簡稱MOFs)是由金屬離子和多官能團有機配體自組裝而成的晶體材料。由于該材料具有拓撲結構特殊、化學性質多樣、比表面積大等特點，其在氣體存儲、吸附和分離、藥物緩釋、選擇性傳感等領域都具有潛在的應用價值，近些年來，受到了科學工作者的廣泛關注。最近，合成各種形貌的MOFs材料激發了廣大科學工作者的極大興趣。迄今為止，在設計合成納米級的MOFs材料、基于MOFs的復合

2、材料、核-殼結構材料等方面都取得了重大進展，但是在合成MOFs空心球材料方面鮮有報道?？招那虿牧暇哂袧B透性良好、密度低等特點，在光催化、能量存儲、可控緩釋、傳感等方面都具有廣泛的應用前景，是一類具有良好應用價值的材料。
　　 本論文中，我們以PS球為模板、通過層層自組裝法制備了單分散性良好、大小均一的MOFs空心球材料，并研究了該材料在藥物緩釋和催化方面的應用。
　　 本論文研究內容如下:
　　 1.在常溫下，首

3、先運用簡單、可控的層層自組裝法，制備了PS@MIL-100(Fe)核-殼結構材料，然后通過溶劑浸泡的方法，除去PS核，得到了MIL-100(Fe)空心球材料。所制備的MIL-100(Fe)空心球材料單分散性良好、大小均一，其殼層厚度與包裹層數呈良好的線性關系，因此，空心球的殼層厚度可以通過包裹層數來控制。MIL-100(Fe)空心球的比表面積（25℃，90層）為448.22m2/g，這大于由其他材料所制備的空心球的比表面積。MIL-10

4、0(Fe)不僅是無毒材料，而且具有良好的生物相容性，因此我們研究了該材料對藥物尼美舒利的緩釋性能。經元素分析測定，MIL-100(Fe)空心球材料對尼美舒利的裝載量是0.31g/g，在37℃的生理鹽水中，藥物完全從MIL-100(Fe)空心球材料中釋放出來需要23天。
　　 2.為了進一步證明通過簡單、可控的分步式合成法制備MOFs空心球是一種普遍的方法，也適用于制備其它的MOFs空心球材料，在相同的條件下，我們制備了Cu-BT

5、C空心球。從掃描電鏡圖和透射電鏡圖中可以看出，隨著包裹層數的增多，空心球的殼層厚度在不斷增加，因此，殼層厚度也是可以由包裹層數來控制的。與MIL-100(Fe)空心球相比，具有相同包裹層數的Cu-BTC空心球具有更厚的殼層厚度，這是由于兩種MOFs材料具有不同的晶格參數所致。結合Cu-BTC骨架中配位不飽和金屬活性位的存在，在常溫常壓下，進行了Cu-BTC空心球對苯甲醇的催化氧化實驗。我們以水熱制備的Cu-BTC材料為參照，證明了Cu-

6、BTC空心球具有更好的催化效果。實驗并進一步進行了Cu-BTC空心球的催化循環試驗，驗證了Cu-BTC空心球具有較為穩定的催化氧化性質。
　　 3.在已合成的MIL-100(Fe)空心球的基礎上，我們分別用直接還原法和微波輔助還原法合成了Ag/MOFs空心球。其中，用直接還原法制備的Ag/MOFs空心球，形成了Ag@MIL-100(Fe)核-殼空心結構，Ag顆粒在100nm左右，可以用于選擇性催化等方面;用微波輔助還原法制備的A