金属-有机骨架材料制备及其吸附净化挥发性有机物应用

吸附技术是控制净化挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)常用且有效的方法之一,其核心和关键是具有高比表面积和孔容的高效吸附材料。金属-有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一类具有超高比表面积和孔容的新型高效吸附材料,在VOCs吸附净化领域具有广阔的应用前景。概述了MOFs材料的发展历程,重点介绍了MOFs材料合成制备方法及其对VOCs的吸附研究进展,讨论了相关研究工作尚存在的科学技术问题并展望了未来研究方向。     

配位不饱和金属-有机骨架材料吸附CO_2的研究进展

配位不饱和金属-有机骨架(MOFs)材料是一种极具潜力的小分子气体吸附分离储存材料。本文回顾了近几年MOFs材料在捕集CO_2领域的发展状况,对近年来研究比较集中的几种金属配位不饱和MOFs材料进行了详细的介绍与比较,如MIL系列、Cu-BTC系列及MOF-74等。该工作为系统地认识MOFs和拓展其未来在CO_2吸附分离领域的应用提供了帮助。本文同时也进一步指出不饱和金属配位的存在对多孔MOFs材料的吸附性能起着重要作用。在多孔MOFs材料对CO_2捕集效果仍不能满足工业需求的现状下,预测合理设计MOFs的金属配位中心且通过活化处理调控MOFs中金属的配位状况,甚至对其孔道表面功能化修饰将是该类型材料的发展方向,并在最后从制备方法、金属中心的选择与表面改性3方面作了总结。     

金属-有机骨架材料吸附脱硫的研究进展

金属-有机骨架材料(MOFs)是一种新型多孔材料,近年来在吸附脱硫中的应用使其在清洁汽油生产中成为最有潜力的材料。综述MOFs吸附脱硫的研究进展及主要机理,并对MOFs的发展前景和方向进行展望。     

微波合成MOF-808及其水蒸气捕集特性

金属有机骨架(MOFs)作为新型多孔材料，在干燥领域极具应用前景。本研究提供了一种MOF-808微波加热快速合成法，合成温度为140℃，甲酸浓度12.83mol/L。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、物理吸附仪等对MOF-808的样品组成、结构、比表面积以及形貌等进行表征分析。合成MOF-808材料的水蒸气吸附量随甲酸浓度增加而提高(由0.521g/g提高到0.810g/g)，随吸附温度升高而降低，高湿度下MOF-808表现出较快的吸附速率，最佳的吸附工况为30℃、90%相对湿度。含湿混合气中CO₂浓度变化时，MOF-808平衡吸附量均值0.529g/g，标准差0.018，表明材料对水蒸气具有良好吸附选择性，CO₂不会对MOF-808捕集水蒸气能力产生影响。在较低再生温度(70℃)下MOF-808经过8次循环后再生效率仍高于90%，说明MOF-808材料用于干燥过程节能潜力较大，循环稳定性好。     

高能所在VOCs检测领域取得进展

正近日,中国科学院高能物理研究所多学科中心李敏团队与广西大学研究人员合作在挥发性有机化合物(VOC)检测研究领域取得进展。研究人员发现金属有机骨架(MOFs) MIL-100(Fe)材料对VOCs分子具有吸附拉曼增强效应,其对甲苯和丙酮的吸附检测性能显著优于传统气体传感器。MOFs对VOCs的吸附呈现"阵列分辨传感"特性,能够实现对多种VOCs的传     

多孔材料吸附挥发性有机物的研究进展

吸附法是治理挥发性有机物（VOCs）的重要技术之一。近年来，多孔材料用于VOCs的吸附处理受到了研究者的广泛关注。本文总结了多种多孔材料，如活性炭、生物炭、活性碳纤维、石墨烯、沸石分子筛、金属有机骨架材料、多孔有机聚合物和复合材料等在VOCs吸附领域的应用和研究进展，阐述了各类材料在VOCs吸附应用中存在的问题，探讨了其未来发展前景，总结了吸附剂失活的原因和再生的方法，为多孔材料在VOCs吸附领域的应用提供借鉴。     

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。     

金属有机骨架材料(MOFs)的合成及应用研究

金属有机骨架材料(MOFs)是由有机配体与金属离子自组装形成的一种新型的具有周期性的多孔骨架材料。首先讨论了MOFs材料的不同合成方法 (缓慢扩散法、水热法、一锅法、电化学、机械化学法、微波辅助加热法和超声法等);其次总结了多功能MOFs材料的应用(氢气和甲烷的储存、CO_2捕获、有毒化合物的选择性吸附、多相催化和金属缓蚀等);最后展望了MOFs材料的工业应用前景。     

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。     

金属有机骨架材料对水中重金属的吸附性能

金属有机骨架材料(MOFs)是近些年来研究较多的一种新型多孔材料,具有超高表面积、孔径可调节等优点,被广泛应用于水中污染物的去除.对MOFs材料进行官能团修饰或与其它材料进行复合后,可提高材料的吸附性能和选择性,展现出更为优异的效果.本文综述了常见的几种MOFs材料对水中重金属的吸附性能,并为今后的研究方向提出几点展望...     

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。     

金属有机骨架材料在吸附脱硫领域的应用

燃油中的含硫化合物燃烧产生的SO_x是环境污染的主要来源之一,近年来随着环保法规的日趋严格,油品的超深度脱硫已成为当务之急。吸附脱硫（ADS）因具有低能耗、条件温和、操作简单和反应高效等优点,被认为是实现深度脱硫的最有前景的技术之一。目前,作为多孔材料族的新成员,金属有机骨架（MOFs）已显示出良好的吸附脱硫性能。本文综述了近10年来MOFs在吸附脱硫中的最新研究成果。首先,简述了MOFs的不同分类,包括IRMOFs、ZIFs、MILs、PCNs、HKUST-1、UiOs、CPOs等类型,详细介绍了每一类MOFs中具有代表性的材料及其复合物在吸附脱硫中的研究和应用进展,对每种材料的吸附脱硫效果及回收再生、循环利用情况进行了分析;然后总结了不同MOFs的吸附脱硫机理,概述了MOFs吸附剂的稳定性;最后,指出了MOFs在今后应用中应着重解决的问题,并对MOFs在吸附脱硫领域的应用前景进行了展望。     

两种方法合成的MOFs材料表征及吸附性能研究

采用水热法和常温合成法合成了MOF-5和MOF-199两种金属有机骨架材料,通过X射线衍射、傅里叶红外光谱证实了合成样品的结构,并利用热重分析仪、光学显微镜和N2吸附装置对样品的粒径大小、孔径、晶粒完整程度、热稳定性和比表面积进行了表征。结果表明:两种合成法均可成功制备MOF-5和MOF-199材料,但水热法合成的MOFs材料的粒径、孔径、晶粒完整度、热稳定性和比表面积都好于常温合成的这两种材料。     

膦酸类金属-有机骨架材料对CO_2的吸附性能研究进展

膦酸类金属-有机骨架(MOFs)材料作为众多MOFs材料家族中的一类,近年来受到了研究者的广泛关注。本文综述了膦酸类MOFs材料的发展过程及其对二氧化碳(CO_2)的吸附性能,并阐明了吸附过程机理,总结了结晶度、有效比表面积、孔隙率和水稳定性等因素对膦酸类MOFs材料CO_2吸附性能的影响。概述了含有N,N'-二(亚甲基膦酸)-哌嗪及其衍生物、膦酸单酯(PMEs)配体的新兴膦酸类MOFs材料的性质和特点,总结了哌嗪环、烷基基团、烷氧基及杂元素(硫、氟)对提高膦酸类MOFs材料CO_2吸附性能的研究概况。分析了甲基、乙基、烷氧基等对膦酸类MOFs材料孔道结构的调控机制。指出了较低的比表面积和孔隙率仍然是制约膦酸类MOFs材料CO_2吸附性能的重要因素,而开发核壳结构的MOFs材料可能是一种有效的解决途径。     

金属有机骨架材料用于农药吸附和负载的研究进展

金属有机骨架(MOFs)材料是以金属离子/簇为中心原子,通过与一种或多种有机配体,采用配位方式构建成为具有周期性无限网络框架结构的晶体多孔材料。鉴于其表面积大、孔径可调节和结构多样化等独特优势,广泛应用于许多领域,已成为材料领域最为活跃的研究热点之一。笔者将对MOFs在农药吸附和负载方面的研究及其应用进行综述,并对其前景进行展望,以期为MOFs在农药领域的应用提供参考。     

不同结构金属有机骨架(MOFs)材料的设计与合成

金属有机骨架(MOFs)材料属于新一代纳米多孔材料,不同结构的金属有机骨架材料可表现出不同的物理化学性质,在应用中表现出不同的性能。文章从构成MOFs材料的"节点"类型出发,介绍了设计合成不同结构MOFs材料的策略和方法。     

金属有机骨架在吸附式制冷/热泵中的应用

金属有机骨架（MOFs）作为一类新型多孔材料，因其独特和可调的孔道结构、高比表面积和高孔隙率等优点，近年来在中低温吸附式制冷和吸附储热领域得到了广泛的研究与关注。从MOFs对换热工质的吸附容量、系统热效率和稳定性等角度对比分析了不同MOFs材料在吸附式热转换领域的应用现状以及进一步提升材料性能的方法，通过分析可以发现MOFs材料的改性以及与其他材料的复合是提升吸附储热性能的有效方法，也是未来新型MOFs材料开发的一个重要方向，同时吸附热转换系统与MOFs储热材料的高效匹配性也是未来MOFs储热材料实用化的一个重要指标。     

MOFs基多孔液体的制备及其应用

多孔液体(Porous Liquids, PLs)是一种结合了多孔固体材料永久孔隙率和液体流动性的新型液体材料,在气体吸附和分离、催化等应用领域中展示出巨大的潜力。金属框架材料(MOFs)因其具有高的比表面积、热和化学稳定性、独特的结构以及制备简单的特点,使其有望成为构筑PLs多孔宿主的最佳候选材料之一。近些年来,基于MOFs(ZIF-8、ZIF-67、UiO-66等)基多孔液体相关研究被陆续报道。首先,介绍了多孔液体的分类;其次,总结了近些年来MOFs基多孔液体的制备以及应用;最后,对MOFs基多孔液体的制备存在的挑战与未来在气体吸附、催化等领域进行了展望与总结。     

烧结金属有机骨架材料制备多孔材料及其应用

金属有机骨架材料(MOFs)作为近十年来新兴的配位化合物,具有有序的孔道结构、大比表面积、高的空隙率和,其结构和性质可调性,可应用于气体储存和分离、催化等方面。但是由于MOFs相对较差的稳定性,其大规模工业应用受到限制。目前,研究们试图将其这一缺点利用起来,如将MOFs进行烧结,将裂解后的材料用于气体吸附、电化学催化、锂电池、传感器、燃料电池中的氧气还原反应等等方面。本文对烧结MOFs制备多孔材料及其应用进行了归纳总结。     

疏水性金属-有机骨架材料的研究进展

金属-有机骨架（metal-organic frameworks, MOFs）材料是一种由金属离子和有机配体通过自组装形成的新型多孔材料,具有优异的物理及化学性能,因而在气体吸附储存、气体分离以及工业催化等方面表现出良好的应用潜力。但在应用的过程中,无处不在的水分子会影响MOFs骨架的稳定性和吸附性能,极大地制约了其实际应用。本文介绍了近年来疏水性MOFs材料的研究进展,重点论述了金属离子和有机配体对调控MOFs亲疏水性的影响以及通过配体后修饰和疏水性物质复合等提高疏水性的方法,分析了MOFs材料的亲疏水性机理,同时提出了实验结合计算机模拟技术筛选疏水性MOFs的手段。最后,指出目前疏水性MOFs材料合成存在的问题及解决方法,期望为今后拓宽MOFs材料在高湿环境中的应用提供一些有用的参考。