MOFs材料对挥发性有机物(VOCs)的吸附研究

挥发性有机物(VOCs)严重危害人体健康和破坏生态环境,吸附技术是处理VOCs的有效技术之一,多孔材料是最常使用的脱除VOCs的吸附剂。金属有机骨架材料MOFs是一种新型的多孔骨架材料,由于具有巨大的比表面积和孔容,其在吸附方面的研究也日益引起人们的关注。系统调研了近年来MOFs材料吸附VOCs的研究进展,首先介绍了MOFs材料及其特点;其次分类详述了不同MOFs材料(MOF-5、MOF-177和MIL-101等)及其对典型VOCs的吸附性能;最后总结和展望了MOFs材料在吸附VOCs及其他有毒气体的应用前景。     

MOF及其复合材料吸附去除VOCs应用研究进展

金属有机骨架材料（MOF）是一种高比表面积、活性位点丰富、易化学修饰的新型多孔材料,但较差的水稳定性限制其在吸附挥发性有机化合物（VOCs）领域的应用,因此如何提高和巩固MOF的吸附性能已成为研究的热点。本文从单体MOF的合成、MOF复合材料的制备、吸附机理和吸附影响因素等方面综述了MOF及其复合材料吸附去除VOCs的研究进展。针对目前MOF材料在吸附VOCs方面的不足提出研究建议,展望其在VOCs吸附领域的发展方向为制备富含微-介孔结构和活性位点、水热稳定性强、抗水蒸气竞争吸附好和循环利用率高的新型高稳定性材料,以及开发新型MOF材料合成方法。     

新型催化剂MOFs在低温还原脱硝以及吸附VOCs领域的应用

随着我国对于VOCs和NOx污染的治理进入攻坚阶段,异相催化领域的高效多孔催化剂材料MOFs应用于VOCs和NOx污染的治理被逐渐重视起来。良好的吸附性能和高度的反应活性为MOFs应用于VOCs治理、烟气SCR脱硝工艺的核心因素。本文主要探索和总结MOFs高效吸附性能和高度活化性能以及应用于VOCs和NOx治理领域的前景。     

金属有机框架材料吸附VOCs影响因素研究进展

挥发性有机化合物（VOCs）对环境和人体健康均具有严重危害,而吸附法作为有效的VOCs脱除技术已得到广泛应用。在众多吸附剂中,金属有机框架材料（MOFs）以其极大的比表面积、可调节的孔径和可修饰性等优势,在VOCs脱除领域展示出良好的应用前景。本文首先介绍了在吸附过程中涉及到的吸附机理,从影响因素角度回顾了近年MOFs在VOCs吸附方面的研究进展。按照吸附质与吸附剂的几何结构、改性官能团、MOFs的金属位点、酸碱、水和碳材料复合等多个方面剖析了吸附过程中的影响因素,并将其分为内部影响因素和外部影响因素两大部分。针对影响因素归纳了提高吸附量的主要方法,并对MOFs吸附VOCs的吸附量进行了汇总。最后总结并展望了未来应用MOFs吸附VOCs的研究发展方向,期望为深入研究VOCs脱除技术提供有价值的参考。     

新型多孔材料的合成及应用研究进展

新型多孔材料具有孔径可调节、高比表面积和可功能化设计等特点，通过不同需求对其进行结构设计和化学修饰，能够得到各种形貌和性能的新型材料，使得其在吸附与分离、储能和催化等多个领域具有较好的应用潜能。介绍有机多孔材料(HCPs、PIMs、COFs、CMPs)和有机-无机杂化多孔材料(MOFs)的合成方法及其在物质吸附分离与催化领域的研究应用，并对今后的研究热点及发展趋势进行展望。     

氙气吸附捕集与分离研究进展

综述了氙气在工业技术、日常生活和基础研究领域的重要作用,总结了氙气分离富集方法,概括了活性炭、分子筛与金属有机框架三类典型氙气吸附分离材料的选择性、吸附容量及稳定性的研究进展,并展望了新型氙气吸附捕集材料的发展趋势,金属有机骨架材料作为高选择性多孔固体具有广阔的应用前景。     

VOCs吸附剂及其吸附机理研究进展

挥发性有机物（VOCs）已经成为继颗粒物、二氧化硫之后的又一大气体污染物,开发有效治理VOCs的方法是目前普遍关注的研究热点。具有吸附能力的多孔物质在治理VOCs方面的功效被日益重视。本文从制备方法、化学组成、结构特征、吸附性能及对应机理等方面对多孔吸附剂进行重点介绍,概述了吸附剂在聚合物加工中净化VOCs的应用,并对吸附材料的发展前景进行了展望。     

废弃物衍生分级多孔炭的制备及吸附应用进展

分级多孔炭因其高比表面积、大孔容及分级孔结构,目前广泛应用于超级电容器、锂离子电池、催化及吸附等领域。废弃物在热解气化过程中残留的碳基材料则是制备分级多孔炭很好的前体。本文根据废弃物来源及自身特性间的差异,对生物质和非生物质废弃物作为原料制备的分级多孔炭的特性及应用进行了综述及总结。并对不同制备方法的优劣及适用对象进行了比较。对分级多孔炭在挥发性有机物（VOCs）吸附、CO₂吸附捕集、染料吸附、抗生素以及酚类物质的吸附过程进行分析,总结出废弃物基多孔炭在孔径结构及表面杂原子掺杂情况下的优势能够增强这几类物质的吸附效果。结合已有文献,对废弃物基分级多孔炭的制备、孔径设计及表面官能团设计提出展望。     

新型含氮多孔有机聚合物材料吸附CO2的研究进展

含氮有机聚合物材料是一类具有较高比表面积的多孔材料,材料骨架中含有富电子的氮物种,可与二氧化碳产生较强的相互作用,能够显著提高二氧化碳的吸附性能。以含氮多孔有机聚合物材料为基础,介绍了该类聚合物材料的分类、结构、性质和特点以及对二氧化碳的吸附性能,综述了含氮多孔有机聚合物材料在二氧化碳吸附方面的最新进展,探讨了其在吸附应用中存在的问题,展望了含氮多孔有机聚合物材料在吸附二氧化碳方面的发展趋势。     

离子型多孔有机聚合物的设计、合成及气体吸附应用

离子型多孔有机聚合物(iPOPs)是一种新兴的功能多孔材料,通过选择不同的有机单体、不同的有机聚合反应以及不同的离子构型,可以对聚合物的孔径、官能团以及活性位点进行有效调控,因而该类材料在诸多领域具有广泛的潜在应用价值。结合离子型多孔有机聚合物的合成和结构特点,介绍了该类材料在气体吸附与分离领域的研究进展。     

掺杂型分等级多孔碳材料的制备及有机污染物吸附的研究进展

有机废水不断地被排放,严重污染了生态环境,因此对有机废水的治理显得迫在眉睫。多孔碳材料具有比表面积高、孔结构发达、合成原料丰富且容易获取、易于表面改性等优点。而将多孔碳材料掺杂异质元素后,进一步优化其性能,提高对有机废水的处理。本文总结了异质元素掺杂分等级多孔碳材料的制备方法和吸附应用的研究进展,希望可以促进分等级多孔碳材料在有机废水处理中的应用研究,为多孔碳材料的规模制备和实际应用提供理论根据。     

基于有序多孔材料磷酸盐吸附剂的研究进展

过量的磷流入水体易导致水体富营养化等环境问题。吸附法由于操作方便、经济高效等特点被广泛应用于水体磷酸盐的去除。有序多孔材料具有孔道规则，比表面积大，孔容大等特点，其作为载体可有效提高活性物种的分散性，从而提高吸附剂去除磷酸盐的效率。该文综述了基于不同有序多孔材料合成的吸附剂应用于水体磷酸盐去除的进展，主要包括有序多孔碳材料、有序多孔硅材料和金属有机框架。讨论了基于有序多孔材料吸附剂的磷酸盐吸附性能、主要吸附机制、影响因素及回收利用等。总结了基于有序多孔材料吸附剂吸附磷酸盐存在的问题，展望了其未来研究方向及应用前景。     

多孔材料吸附分离甲烷氮气研究进展

多孔材料具有比表面积大、渗透性好、吸附选择性高等特性，在吸附分离领域被人们广泛利用。通过介绍甲烷脱氮的方法及原理，概述了分子筛、炭基材料与金属有机骨架(MOFs)三类多孔材料在吸附分离甲烷氮气方面的研究进展，分析探讨了各类材料的优势及其广阔的发展潜力。     

超疏水多孔材料的研究进展

多孔材料如金属有机框架材料（MOFs）、共价有机框架材料（COFs）、有机多孔聚合物（POPs）等由于构筑单元的多样性、可设计性,孔道的可调控性和功能化,已经被广泛用于分离、催化、气体储存以及药物释放等领域。尽管如此,这些多孔材料固有的结构特征让它们普遍对水气非常敏感,最严重时多孔结构在水溶液环境下会坍塌。为解决此类问题,制备疏水的多孔材料是一个非常好的策略。然而,设计超疏水多孔材料具有一定的挑战。介绍了具有（超）疏水性能的MOFs、COFs和POPs的发展现状,对超疏水多孔材料合成思路和结构特点进行了分析,对这类材料在催化、油水分离、气体吸附和分离等方面的应用进行了总结,并进一步探讨了此类材料存在的问题和发展方向。     

纤维素基多孔炭的制备及其用于CO2吸附与分离的研究

多孔炭被广泛用于气体吸附与分离、空气和水的净化、催化等领域。以生物质为原料制备多孔炭将为开发功能多孔材料提供一种绿色、可持续的路径。总结了近年来以纤维素为原料合成多孔炭的研究进展,并着重介绍了纤维素基多孔炭在CO_2吸附与分离等领域的应用。     

多孔材料负载型催化剂催化氧化VOCs的研究进展

从不同类型催化剂的设计和结构出发，重点介绍了由多孔材料设计制备VOCs催化氧化催化剂的研究进展，包括金属有机框架（MOF）、沸石分子筛、多孔碳等载体及其衍生物在VOCs催化降解上的性能及相关比较，并阐述了该类催化剂增强氧化机理。最后，阐述了VOCs催化氧化技术面临的问题和未来发展方向。     

机器学习技术在气体吸附多孔材料研究中的应用进展

简要介绍了材料研究领域常用的机器学习算法,探讨了通过数据挖掘技术进行材料研究的方法流程,回顾了机器学习技术在多孔碳、沸石和金属有机骨架3类重要吸附材料研究中的典型案例,最后对这一技术在气体吸附材料研发中的应用前景进行了展望。     

氨气吸附材料的研究进展

氨是一种典型的有毒有害气态碱性污染物,也是PM2.5二次颗粒物的主要成因之一,大量含氨尾气排放不仅严重影响人类健康和生活环境,还会造成氨资源浪费。本工作综述了近年来多孔材料用于氨气吸附分离的研究现状和进展,重点论述了沸石、硅胶、活性炭、氧化石墨烯、多孔有机聚合物、共价有机骨架和金属?有机骨架材料改性前后对氨气的吸附性能,总结了吸附材料的改性方法,分析了该领域发展面临的主要问题,对未来的研究方向提出了建议。     

多孔液体：合成与应用

多孔液体是一类具有永久孔隙的新兴液体材料,它将多孔材料优异的性能和液体的流动性结合在一起。具有永久空腔的造孔器（pore generator）,可以完全由无机砌块单元、有机配体和无机节点的组合单元或有机砌块单元构成。本文根据造孔器的结构综述了使用无机纳米材料、金属有机框架和多孔笼合成多孔液体的最新研究进展。文章指出作为新的研究领域,多孔液体化学正处于起步阶段,虽然面临着诸多挑战,但应用潜力巨大。目前在气体吸附、异构体识别、多孔液体膜的合成等方面都有研究,有望在气体捕捉和分离、催化、膜材料制备等领域得到应用。     

基于有序多孔材料磷酸盐吸附剂的研究进展

过量的磷流入水体易导致水体富营养化等环境问题,吸附法由于操作方便、经济高效等特点被广泛应用于水体磷酸盐的去除。有序多孔材料具有孔道规则,比表面积大,孔容大等特点,其作为载体可有效提高活性物种的分散性,从而提高吸附剂吸附磷酸盐的效率。综述了基于不同有序多孔材料的吸附剂应用于水体磷酸盐去除的进展,主要包括有序多孔碳材料、有序多孔硅材料和金属有机框架。讨论了基于有序多孔材料吸附剂的磷酸盐吸附性能、主要吸附机理、影响因素及回收利用。总结了基于有序多孔材料吸附剂吸附磷酸盐存在的问题,展望了其未来研究方向及应用前景。