UiO-66的合成、结构及应用技术进展

金属有机框架（MOFs）材料因具有比表面积大、孔隙率高及孔道易调、易功能化等特点而应用于各研究领域。然而，多数MOFs材料的化学稳定性和水热稳定性较差，极大地限制其应用。锆基MOFs材料UiO-66的骨架坍塌温度高于500 ℃、可承受1.0 MPa的机械压力并且具有超高稳定性从而引起了人们的关注。该文系统介绍了UiO-66制备方法的研究进展，其中干凝胶转化法具有产品收率高、反应体积小及可连续生产等优点更具优势；详细介绍了有机配体、金属节点和掺杂等改性方式对UiO-66结构的影响，结果表明对UiO-66结构进行改性可进一步提高其性能；总结了UiO-66在催化、气体储存和分离等方面的应用；最后，对UiO-66的未来发展方向进行了展望。     

锆基金属有机骨架UiO-66的合成及在化学防护领域中的研究进展

UiO-66除了具备其他MOFs材料的比表面积大、孔隙率高及孔道易调、易功能化等特点外，与大多数MOFs 材料不同，还具有优异的化学稳定性、机械稳定性、热稳定性和抗水性能，使其在吸附及催化领域具有巨大的应用前景。本文详细介绍了UiO-66的合成方法最新研究进展，包括溶剂热法、机械研磨法、微波辅助法、持续流法及干胶转化法，同时指出干胶转化法产品收率高，纯化、活化过程简单且不产生有机废液，是UiO-66合成及未来工业化生产的发展方向。同时综述了改性UiO-66材料近年来在有毒工业化学品吸附及化学战剂催化降解领域中的研究进展，展望了静电纺纳米纤维负载UiO-66在化学防护领域应用的发展趋势。     

UiO-66/PES混合基质超滤膜的制备及性能

以聚醚砜(PES)为主要膜材料、溶剂热法合成UiO-66并掺入铸膜液中,通过非溶剂相转化法(NIPS)制备了混合基质超滤膜.利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、接触角测量仪及原子力显微镜(AFM)对制备的UiO-66和混合基质膜进行表征.重点考察了UiO-66添加量对膜表面形貌、...     

UiO-66的合成、结构及应用进展

金属有机框架（MOFs）材料因其比表面积大、孔隙率高及孔道易调、易功能化等特点而应用于各研究领域。然而,多数MOFs材料的化学稳定性和水热稳定性较差,使其应用受到极大的限制。锆基MOFs材料UiO-66的骨架坍塌温度>500℃、可承受1.0 MPa的机械压力,并且具有超高稳定性,从而引起了广泛的关注。该文系统地介绍了UiO-66制备方法的研究进展,其中干凝胶转化法具有产品收率高、反应体积小及可连续生产等优点,更具优势;同时详细介绍了有机配体、金属节点和掺杂等改性方式对UiO-66结构的影响,总结了UiO-66在催化、气体储存和分离、药物输送等方面的应用;最后,对UiO-66的未来发展方向进行了展望。     

PVA/UiO-66复合薄膜的制备及性能表征

采用溶剂热法合成出了金属有机骨架材料UiO-66,并通过流延法制备出了一系列PVA/UiO-66复合膜。通过红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角、溶胀度、拉伸强度和透光性等表征方法,详细研究了UiO-66含量对复合膜各种物性的影响。结果表明,PVA在经富马酸交联后,耐水溶胀性和拉伸性能都得到了显著改善。随着UiO-66负载量的提高,复合膜的溶胀度、拉伸强度和透光性能逐渐降低,而水接触角和甘油接触角逐渐增大。     

有机膜材料用于CO_2分离过程的研究进展

CO2是最主要的温室气体,如何将CO2从气体混合物中分离出来并进行利用,以减少碳排放量,已经成为国内外关注的焦点。有机膜材料被广泛应用于气体分离、水处理、工业生产等领域,在CO2分离方面也具有良好的应用前景。本文首先介绍了有机膜材料的CO2分离机理和制备方法;其次总结叙述了有机膜材料在CO2分离过程中的应用进展;最后提出了有机膜材料在CO2分离领域的发展方向。     

UiO-66-NH2及ZIF-8复合材料的制备及催化性能研究进展

金属—有机骨架化合物(MOFs)在现代材料研究方面具有应用价值和发展前景。本文从UiO-66-NH_2及ZIF-8复合材料的性能特点、制备方法、应用进展方面进行了综述。总结出溶剂热法、原位光沉积、沉淀法等方法制备复合材料,以及复合材料在吸附性、光催化降解性、载药性、传感性等方面的应用进展。并对后续人们将从环境保护、能源应用、污染物降解等方面进行研究及展望。     

混合配体合成金属有机骨架UiO-66吸附剂的研究

金属有机骨架UiO-66具有良好的化学和热稳定性。为提高其氢气吸附能力,探究其在氢气储存领域中的应用,采用溶剂热法合成高纯度UiO-66,并以不同摩尔比的对苯二甲酸和2-氨基对苯二甲酸合成NH_2-UiO-66材料,分别对UiO-66和混合配体合成的NH_2-UiO-66进行X射线衍射、热重分析、N_2物理吸附、扫描电镜和氢气吸附性能等分析和表征,结果表明,NH_2-UiO-66的结晶度随着2-氨基对苯二甲酸的加入先逐渐变强,后又渐渐变弱。氢气吸附性能也随着2-氨基对苯二甲酸的加入呈现相同的特点,其中,对苯二甲酸与2-氨基对苯二甲酸的摩尔比为3∶2时,所合成的NH_2-UiO-66的氢气吸附性能最佳,比单配体合成的UiO-66提高33%,具有良好的应用前景。     

高稳定铪金属-有机骨架材料的合成及二氧化碳捕获性能

采用高温高浓度的溶剂热方法,合成了具有高结晶度的一种金属-有机骨架(metal-organic framework,MOF)材料UiO-66(Hf),并发现该材料在沸水、酸碱等苛刻条件下具有非常好的化学稳定性。为了提高其对气体的吸附分离性能,进一步采用具有不同官能团的有机配体——氨基对苯二甲酸(H2BDC-NH2)、硝基对苯二甲酸(H2BDC-NO2)、溴对苯二甲酸(H2BDC-Br),设计合成了孔道表面具有不同化学性质的三种新型铪MOF材料,且这些材料与UiO-66(Hf)具有相同的拓扑结构。同时,气体吸附实验结果表明,极性基团的引入,尤其是氨基的引入,能极大提高材料对CO2/N2以及CO2/CH4体系的分离性能。这为以后应用于化工体系分离的新型多孔材料合成提供了理论指导。     

功能化Zr-MOF强化混合基质膜CO2分离

混合基质膜（MMMs）在气体分离领域具有良好的应用前景,金属有机框架（MOFs）由于具有高孔隙率和有机连接基团,常被用作填料制备MMMs。但由于MOFs与聚合物的界面相容性问题,MMMs的气体分离性能提升受到限制。本文合成了功能化的Zr-MOF（UiO-66-AC）,并利用其与聚醚共聚酰胺（Pebax）共同制备了混合基质膜。填料中引入的羰基和羧基等基团提供了MOFs与聚合物基质之间较强的界面相互作用。与纯Pebax膜相比,UiO-66-AC/Pebax MMMs的气体渗透性能得到了显著提高。当填料质量分数为6%时,膜的CO₂渗透系数为102.4 Barrer,CO₂/N₂和CO₂/CH₄选择性分别为90.6和26.0,CO₂/N₂分离性能突破了Robeson上限(2008),表明该混合基质膜在CO₂的分离应用上具有潜力。     

UiO-66(Zr)系列MOFs 催化材料的制备及在乳酸乙酯合成中的应用

以无水四氯化锆ZrCl₄和不同的有机配体,如苯二甲酸、2-硝基苯二甲酸和1,2,4-苯三甲酸为原料,DMF为溶剂,通过溶剂热法合成了一系列UiO-66(Zr)的金属有机骨架MOFs,并用于催化转化二羟基丙酮至乳酸乙酯的反应。UiO-66(Zr)的催化活性和乳酸乙酯的选择性可以通过在制备过程中采用含有不同吸电子基团的无机配体来调节。而且当使用反应中间产物丙酮醛作为起始反应物时,MOFs的活性有了显著的提高。材料表征结果显示,UiO-66(Zr)系列MOFs材料中Brønsted酸的含量低但强度较大,而Lewis酸的含量则较高。本文对二羟基丙酮转化为乳酸乙酯的反应机理进行了详细分析,并实现了100%的二羟基丙酮转化率和乳酸乙酯选择率。     

高稳定铪金属-有机骨架材料的合成及二氧化碳捕获性能

采用高温高浓度的溶剂热方法,合成了具有高结晶度的一种金属-有机骨架（metal-organic framework,MOF）材料UiO-66（Hf）,并发现该材料在沸水、酸碱等苛刻条件下具有非常好的化学稳定性。为了提高其对气体的吸附分离性能,进一步采用具有不同官能团的有机配体--氨基对苯二甲酸（H₂BDC-NH₂）、硝基对苯二甲酸（H₂BDC-NO₂）、溴对苯二甲酸（H₂BDC-Br）,设计合成了孔道表面具有不同化学性质的三种新型铪MOF材料,且这些材料与UiO-66（Hf）具有相同的拓扑结构。同时,气体吸附实验结果表明,极性基团的引入,尤其是氨基的引入,能极大提高材料对CO₂/N₂以及CO₂/CH₄体系的分离性能。这为以后应用于化工体系分离的新型多孔材料合成提供了理论指导。     

负载UiO-66-NH_2棉织物的制备及化学战剂降解性能表征

提供了一种UiO-66-NH_2高效负载棉织物的制备方法,得到的功能棉织物具有良好的化学战剂催化降解效果。首先利用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对棉织物进行预处理,然后利用溶剂热合成法在预处理棉织物上原位生长UiO-66-NH_2晶体,由此制备的负载UiO-66-NH_2棉织物经10次皂洗后,其UiO-66-NH_2负载量无明显变化,表明该织物具有良好的耐皂洗牢度。此外该负载UiO-66-NH_2棉织物对有机磷酸酯类化学战剂模拟物甲基对氧磷(DMNP)的催化降解转化率在210 min时高达70.73%,半衰期约为30 min。     

分子筛膜的合成与应用研究进展

介绍了分子筛膜的合成方法,如水热合成法、二次生长法、连续流合成法、微波辅助合成法、杂原子掺杂法、混合基质法等,阐述了分子筛膜在分离和催化中的应用,并对分子筛膜的发展方向进行了展望,认为加强分子筛膜的成膜机理和改性研究,并深入开发分子筛膜在催化及分离中的应用,制备出具有工业应用价值的分子筛膜.     

K2CO3-CuZn/UiO-66材料制备及其烟气碳捕集与转化研究

采用溶剂热法制备UiO-66母体材料，然后采用浸渍法制备耦合材料，用K、Cu和Zn的盐溶液真空浸渍UiO-66后再还原，构筑K₂CO₃-CuZn/UiO-66耦合材料，实现活性组分和助剂的高分散负载，用于CO₂捕集与催化加氢合成甲醇研究。结果表明：K₁₀Cu₅Zn₂₀@UiO-66具有较大的比表面积(464 m²/g)、较大的孔径(1.3 nm)和较大的孔体积(0.44 cm³/g)。在一定反应条件下，浸渍法构筑的K₂CO₃-CuZn/UiO-66耦合材料，CO₂转化率为11.5%,甲醇选择性为74.2%的K₁₅Cu₅Zn₂₀@UiO-66,具有最高催化活性。     

MOFs基膜材料的研究现状及其在H2/CH4分离中的应用

氢气的生产、分离和储存已经成为世界绿色能源经济的重要组成部分。通过膜分离法从工业副产物中提纯氢气,不但操作简便,且显著降低了分离的能耗,是一种有前景的分离技术。金属有机框架（metal-organic frameworks,MOFs）因具有晶态、有序、明确的多孔结构和较大的比表面积,被认为是理想的气体分离膜材料。本文以MOFs基分离膜为研究对象,对比综述了MOFs膜的常规制备技术,总结了水热/溶剂热法、界面合成法、二次生长法和浇铸法的合成机理及应用。简述了在H₂/CH₄分离方面MOFs膜的设计原理及应用。针对MOFs膜当前存在的柔性、孔径、晶界结构、稳定性等问题,重点介绍了对制备方法与改良和对薄膜的后修饰策略,以期实现对MOFs膜性能的调控。最后,指出了目前该技术存在的难以大规模生产、分离性能不足的缺点,开发低成本的大规模生产方法同时提高薄膜的分离性能将会是未来MOFs膜实现工业应用的关键。     

Mg掺杂UiO-66的制备及其塑料油品脱氯性能

采用溶剂热法制备了八面体形态的UiO-66并采用金属Mg掺杂对UiO-66进行改性。为考察最佳掺杂浓度，制备了Mg-UiO-66-n(n为镁锆摩尔比)吸附剂。利用X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）等对吸附剂的形貌和表面性能进行了表征，并研究了Mg-UiO-66-0.07的吸附脱氯性能以及吸附机制。结果表明，Mg掺杂UiO-66吸附剂已被成功制备；Mg-UiO-66-0.07的吸附效果最佳，吸附时间为4 h，吸附温度为40℃，剂油比为1/40时的脱除率达95.03%，可再生循环使用5次。吸附过程是1个自发的化学吸附过程，符合拟二级动力学模型。     

超临界二氧化碳在膜制备过程中的应用进展

超临界二氧化碳(SCCO2)临界条件容易实现,具有无污染、化学惰性、来源广泛、安全无毒等优点。SCCO2制备聚合物膜是一个新的研究热点,该方法具有传质系数高、聚合物膜干燥速度快且不破坏结构、溶剂易回收、可循环等特点,这使SCCO2已不局限于非溶剂使用,而渗透到多种制膜方法和全过程。介绍了近年来SCCO2在无机膜和高分子膜材料的制备、修饰、干燥和改性等方面的不同应用,并指出应进一步加大成膜的热力学、动力学、微孔膜的分离性能与微孔结构的关系研究,并从热致相分离法(TIPS)稀释剂萃取入手,尽快实现工业化应用。     

UiO-66膜的制备及其对正/异丁烷体系的分离

用擦涂法在α-Al_2O_3支撑体上引入ZrO_2层,利用晶种二次生长法,在α-Al_2O_3支撑体的ZrO_2层上引入UiO-66晶种,成功制备了UiO-66膜。通过XRD和SEM对UiO-66晶种及膜的结构和形貌进行了表征,考察了调节剂乙酸含量和ZrO_2过渡层对UiO-66膜结构和形貌的影响。在温度25℃、压力0.08MPa下,测试了气体分子的渗透性能,检测了UiO-66膜的完整性。考察了跨膜压差和温度对i-C_4H_(10)和n-C_4H_(10)两种气体在UiO-66膜上渗透速率的影响,探究了UiO-66膜对i-C_4H_(10)和n-C_4H_(10)两种气体的渗透选择性能。结果表明,采用多次擦涂法引入ZrO_2层后,获得了覆盖度高且膜层厚度均匀的UiO-66膜,膜厚度为5μm。UiO-66膜对i-C_4H_(10)和n-C_4H_(10)两种气体具有反向渗透性能,在跨膜压差为0.08MPa、温度为25℃时,UiO-66膜对i-C_4H_(10)/n-C_4H_(10)两种气体的理想渗透选择性达3.6,渗透速率分别为4.39×10-7和1.22×10-7 mol/(m2·s·Pa)。     

有机无机杂化膜的制备方法与应用研究

有机-无机杂化膜结合了有机膜和无机膜的优点,具备突出的分离性能、抗污染性能、机械性能以及物化稳定性能等。本文综述了有机-无机杂化膜的制备方法,并从气体分离、水处理和质子传导等领域论述了国内外杂化膜的应用。