金屬有機框架結構衍生的納米材料及其在電化學中的應用.pdf

1、金屬有機框架材料(Metal-Organic Frameworks, MOFs)是一類新型多孔材料，它具有功能性的孔道、高的比表面積、穩定而多樣的結構等特點。MOFs在選擇性催化、分子識別、可逆性主客體分子(離子)交換、分離與提純、生物傳感材料、光電材料、磁性材料和芯片等新材料的開發中都有巨大潛在應用價值。
　　近年來研究人員逐漸將目光從研究MOFs本身性質向改進和開發利用MOFs衍生材料方面轉移。利用MOFs孔徑、尺寸可調控和結

2、構、成分多樣化的特點設計合成了種類繁多的衍生材料。
　　在本論文中，我們利用不同的MOFs作為前體，通過兩種截然不同的方法-煅燒法和刻蝕法合成了特殊形貌的金屬氧化物復合材料。
　　第一個體系以MIL-88A為前體，利用一步燒結的方法合成了四氧化三鐵與碳的復合材料。為了研究不同的前體對產物結構的影響，我們通過改變合成條件得到了形貌不同的前體MIL-88A。同時為了觀察轉化過程，將每個溫度段得到的產物都進行了表征。最后我們探討了

3、不同產物在N-乙?；被岬膫鞲衅髦械膽眯阅?。
　　第二個工作體系改變了一貫的煅燒合成MOFs衍生金屬氧化物納米材料的方法，采用更溫和的濕化學法。該方法的優點是低能量消耗，反應條件容易控制，在金屬氧化物或者其他衍生晶體生長過程中不易出現團聚的現象。在該工作中，我們巧妙的選擇雙金屬普魯士藍類似物(PBA)作為前體，通過金屬含量變化和結構的改變來推測反應過程。有趣的是，實驗成功合成了具有內部空穴的六面體“盒子”。雖然外殼的成分無法精

4、確判斷，但通過 XRD、XPS等表征可以推測其主要成分是鈷的氫氧化物和鈷的氧化物。經過刻蝕后的納米顆粒具備對葡萄糖有很好的氧化催化性能。
　　在第一個工作體系的基礎上，我們選擇了一種合成條件溫和，產率較高的方法來合成MIL-88A。為了得到MIL-88A的陣列結構，第三個體系中我們用洋麻桿生物碳作為基底：一方面功能化的碳材料可作為物理支撐控制陣列的生長，另一方面該生物碳材料自身具有廉價易得、多孔、壁薄、質地輕等優點。我們將有序生長