室温水相制备MIL-100(Fe)纳米材料及其光降解有机染料性能研究

采用硫酸亚铁和均苯三甲酸为原料,在室温条件下以水为溶剂,快速合成高结晶度和高稳定性的MIL-100(Fe)纳米颗粒。利用XRD、SEM、FT-IR和UV-Vis DRS对所合成的MIL-100(Fe)纳米颗粒进行表征。以H_2O_2为助催化剂,在紫外光(或可见光)照射下,MIL-100(Fe)纳米颗粒可将RhB高效光催化降解。循环光催化实验表明,MIL-100(Fe)的光催化性能和晶体结构极其稳定,在废水净化领域具有良好的应用前景。     

TiO2/MIL-100(Fe)/锦纶复合材料的制备及其对有机染料的脱色

采用原位生长法,室温下将TiO₂和MIL-100(Fe)负载在锦纶(PA)上,制备了TiO₂/MIL-100(Fe)/PA复合材料。采用FTIR、SEM、EDS、XRD、TG等表征手段,证明TiO₂/MIL-100(Fe)成功负载到PA上。探讨了光源、H₂O₂、染料结构、NaCl、pH值对TiO₂/MIL-100(Fe)/PA复合材料脱色效果的影响。结果表明:在黑暗条件下,复合材料对活性黑KN-B染料有吸附脱色的效果。在模拟太阳光下加入H₂O₂,复合材料对不同的活性染料脱色率不同,对活性黑KN-B脱色率最高,活性艳红M-3BE次之,对活性艳蓝KN-R脱色率最差。染液中加入NaCl都会降低染料的脱色率,但影响不大。染液的pH值增加,染料的脱色率下降。     

TiO_2-Fe_3O_4/MIL-101(Cr)磁性复合光催化材料的制备及其光催化性能

采用原位水热法合成了TiO_2-Fe_3O_4/MIL-101(Cr)磁性复合光催化材料,利用XRD、SEM、UV-Vis DRS、BET和磁学测量系统对复合光催化材料的结构和性能进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,研究了该复合光催化材料的可见光催化活性,并考察了光催化材料的稳定性。结果表明:巯基官能化的Fe_3O_4和TiO_2与MIL-101(Cr)结合成功,复合后的TiO_2-Fe_3O_4/MIL-101(Cr)光催化材料的可见光响应范围得到明显拓宽;当TiO_2的添加量为400mg时所制得的磁性复合光催化材料具有相对较好的光催化降解效果,经过120min光照后,对MB的去除率高达80%;该磁性复合光催化材料具有良好的稳定性和磁分离性能。     

金属有机骨架化合物MIL-101负载纳米Ni的制备及储氢性能

采用2-甲基咪唑代替HF酸以溶剂热法成功制备了纯度较高的金属有机骨架化合物MIL-101,利用过量浸渍法结合液相还原法成功负载了Ni,制备出Ni/MIL-101复合材料。通过XRD、SEM、TEM、BET、TG对所得MIL-101、Ni/MIL-101复合材料的结构、形貌、比表面积孔径及热稳定性进行表征,对MIL-101、Ni/MIL-101复合材料的氢扩散系数、吸氢形成焓进行测定计算,考查其储氢能力。结果表明,该方法成功制备了Ni/MIL-101复合材料,该产物是一种两类孔结构的金属骨架化合物,Ni的负载可降低Ni/MIL-101复合材料的吸氢形成焓,Ni/MIL-101复合材料的氢扩散系数达到7.6373×10^-7 cm/s,提高了MIL-101的储氢能力。     

RGO-MIL-68(Fe)复合材料的静电自组装合成及光催化还原Cr(Ⅵ)的性能

采用静电自组装方法制备氧化石墨烯（GO）-MIL-68（Fe）复合物,并通过简单溶剂热处理,将GO还原为还原氧化石墨烯（RGO）,首次制得RGO-MIL-68（Fe）复合物。通过XRD、FESEM、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等方法对RGO-MIL-68（Fe）复合催化剂的晶体结构、形貌、光吸收性能等物理化学性质进行表征。在可见光照射下,以草酸铵（（NH₄）₂C₂O₄）为牺牲剂,对RGO-MIL-68（Fe）复合材料进行光催化还原Cr（Ⅵ）性能评价,结果表明,只需复合少量的RGO,MIL-68（Fe）的光催化活性就能显著地提高。当RGO含量为1wt%时,RGO-MIL-68（Fe）复合材料表现出最优的光催化活性,反应60 min,体系中的Cr（Ⅵ）的还原率高达81%。结合电化学分析可知,这主要是由于RGO的引入在增强MIL-68（Fe）光吸收性能的同时也促进了光生载流子的分离。      

Ag掺杂改性MIL-101的制备及其对碘离子的吸附性能

为了提高金属有机骨架多孔材料MIL-101对水体中碘离子的吸附性能,通过水热合成法制得Ag掺杂改性MIL-101材料,利用扫描电子显微镜、X射线衍射、比表面积及孔径分析、激光衍射粒度分析等技术手段对材料进行表征,并考察多种参数对吸附效果的影响。结果表明:纳米Ag主要存在于基体材料MIL-101的晶格中,对材料的晶体结构无显著破坏;N,N-二甲基甲酰胺(DMF)加乙醇的后处理方法能有效提高材料的吸附性能;改性后的材料表现出快速、高效的吸附性能;在痕量碘离子环境下,Ag掺杂质量分数为2%的改性MIL-101的饱和吸附量可达23 mg/g,吸附效率达到93%以上;在高浓度环境下,样品吸附效率随着Ag掺杂量的增加而提高。     

金属有机骨架材料MIL-96的制备及其对萘的吸附性能研究

通过水热法合成铝基-金属有机骨架(MOFs)MIL-96材料,并将其作为吸附剂用于脱除水溶液中的萘。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和N_2吸附-脱附等方法对材料进行表征。通过考察吸附动力学、吸附等温线以及热力学特征研究了MIL-96材料的吸附性能。研究结果表明:在温度298K、MIL-96材料用量为0.5g/L时,对萘的最大去除率达到约98%;MIL-96对萘的吸附特征符合准二级吸附动力学模型,Temkin和D-R等温吸附模型对萘吸附过程的描述比其他模型准确;Temkin等温吸附方程中吸附热相关系数表明,MIL-96吸附水溶液中萘的过程为吸热过程,热力学参数中正的标准焓变(ΔH~o)值也说明该吸附过程为吸热过程。     

微-介孔分级结构MIL-101(Cr)的制备及其性能

为简化合成工艺、降低样品损耗,以丙酸作为添加剂,通过改变丙酸与九水硝酸铬浓度比,合成含有微-介孔分级结构的MIL-101(Cr)。利用X射线衍射仪、全自动比表面及孔隙度分析仪及扫描电子显微镜等表征手段对不同浓度比的MIL-101(Cr)的粒径、BET比表面积、孔体积、N_2吸附性能和微观结构进行研究。结果表明:选择适量的丙酸可以合成含有微-介孔分级结构的MIL-101(Cr),其具有更强的吸附性能。在该反应体系中,丙酸的浓度可以改变MIL-101(Cr)的结构,且合成方式简易方便,为拓展MIL-101(Cr)的应用提供可行的方案。     

以TMAOH为添加剂制备高孔隙率纳米MIL-101(Cr)

为改进纳米MIL-101(Cr)的制备方法,采用水热合成法和改进的溶剂置换法,并在反应过程中添加四甲基氢氧化铵（TMAOH）,制备得到粒径均一、孔隙率较高的纳米MIL-101(Cr),并通过粉末X射线衍射（PXRD）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TG）、CHN元素分析以及N2吸附脱附实验,对纳米MIL-101(Cr) 进行了表征。实验结果表明：采用改进后的溶剂置换法洗涤产物,大大地缩短了后处理时间;当TMAOH的添加量为1 mmol,可制备得到粒径约为93 nm、BET比表面积约为3 500 m2/g的纳米MIL-101(Cr);经PXRD、SEM、TG、CHN元素分析以及N2吸附脱附实验可知产物不仅纯度高,而且具有极高的孔隙率。此方法可以简单、高效地制备纳米MIL-101(Cr),从而拓宽其应用范围。     

金属有机框架材料MIL-53(Al)-F127对双酚A的吸附性能

采用一步溶剂热法制备具有介孔结构金属有机框架材料MIL-53(Al)-F127，用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外变换光谱仪(FTIR)、全自动比表面积及孔隙度分析仪(BET)等手段表征其形貌和结构，探究其对双酚A(BPA)的吸附性能并与微孔结构的MIL-53(Al)对比，研究了吸附剂的含量、pH以及温度对其吸附性能的影响。结果表明，介孔结构金属有机框架材料MIL-53(Al)-F127对双酚A具有良好的吸附性能；在pH值为6、温度为30℃条件下MIL-53(Al)-F127在20 min左右达到最大平衡吸附量为27.2 mg/g，去除率达到92%。其吸附动力学模型拟合结果，符合准二级动力学曲线。     

MIL-100(V) and MIL-100(V)/rGO with various valence states of vanadium ions as sulfur cathode hosts for lithium-sulfur batteries

Nano Research - MIL-100(V) is an inorganic–organic hybrid material composed of trimesic acid ligands and vanadium trimer supertetrahedra. MIL-100(V) is expected to be a good host for sulfur...     

Synthesis and characterization of Bi2MoO6/MIL-101(Fe) as a novel composite with enhanced photocatalytic performance: Effect of water matrix and reaction mechanism

The integration of Bi₂MoO₆ with MIL-101(Fe) as a novel structure enhanced photocatalytic activity for RhB degradation. Bi₂MoO₆/MIL-101(Fe) composites were synthesized via the solvothermal procedure and characterized by XRD, EDX, FE-SEM, TEM, FT-IR, BET, TGA, UV–vis DRS, and PL. The optimal molar ratio Bi₂MoO₆:MIL-101(Fe) equal to 1:1 showed better photocatalytic activity than Bi₂MoO₆ and MIL-101(Fe) and other heterostructure composites. The effect of pH (5–9), reaction time (60–120 min), catalyst concentration (0.1–0.5 g/L), and dye concentration (10–20 ppm) were investigated on the removal performance of RhB by using central composite face-centered (CCF). In the optimal process factors where the [Catalyst]:0.4 g/L, [RhB]:20 ppm, pH: 6.5, irradiation time: 120 min, the RhB and TOC removal efficiency were 85% and 84.2%, respectively. The holes and superoxide radicals played a major role in the degradation of RhB. The addition of salt (NaCl, Na₂SO₄, and NaHCO₃) at different concentrations (100, 200, 400, and 800 ppm) revealed that the salts have an inhibitory role in the photocatalytic performance. At low concentrations of 100 ppm, the salts had a negative effect on removal efficiency (k_{Pure water} = 0.0155 min^?1, k_NaCl = 0.0075 min^?1, k_Na2SO4 = 0.0132 min^?1, k_NaHCO3 = 0.006 min^?1). Increasing the salt concentration to 800 ppm caused improved efficiency for NaCl (k_NaCl = 0.0141 min^?1), while for Na₂SO₄ this trend was decreasing (k_Na2SO4 = 0.011 min^?1), and for NaHCO₃ sharply diminished (k_NaHCO3 = 0.0026 min^?1).     

The Influence of Carbon Nitride Nanosheets Doping on the Crystalline Formation of MIL‐88B(Fe) and the Photocatalytic Activities

In this research, bulk graphitic carbon nitride (g‐C₃N₄) is exfoliated and transferred to the carbon nitride nanosheets (CNNSs), which are then coupled with MIL‐88B(Fe) to form the hybrid. From the results of the powder X‐ray diffraction, scanning electronic microscopy and thermogravimetric analysis, it is found that the doping of CNNSs on the surface of MIL‐88(Fe) could maintain the basic structure of MIL‐88B(Fe), and the smaller dimension of CNNSs might influence the crystallization process of metal‐organic frameworks (MOFs) compared to bulk g‐C₃N₄. Besides, the effects of the CNNSs incorporation on photocatalysis are also investigated. Through the photoluminescence spectra, electrochemical measurements, and photocatalytic experiments, the hybrid containing 6% CNNSs is certified to possess the highest catalytic activity to degrade methylene blue and reduce Cr(VI) under visible light. The improvement of the photocatalytic performance can be attributed to the matched energy level which favors the formation of the heterojunctions. Besides, it promotes the charge migration such that the contact between MOFs and CNNSs is more intimate, which can be inferred from the electronic microscopy images. Finally, a possible photocatalytic mechanism is put forward by the relative calculation and the employment of the scavengers to trap the active species.     

晶种和晶化模式对金属有机骨架MIL-101合成的影响

采用晶种导向法、静态水热晶化法和动态水热晶化法合成金属有机骨架MIL-101,通过XRD、SEM、N2物理吸附等表征方法考察了晶种和晶化模式对MIL-101产物收率和晶粒尺寸的影响。结果表明,MIL-101原粉作为晶种在合成过程中可溶解成(或解离成)适当的结构单元作为晶体生长核心,缩短晶化诱导期,提高产物收率。晶化模式影响MIL-101产物的收率和晶粒尺寸。动态晶化合成的MIL-101产物收率较静态晶化产物收率高,搅拌速率小于200r/min时收率随搅拌速率增加而增加。动态晶化合成的MIL-101产物晶粒尺寸较静态晶化产物晶粒尺寸小,随搅拌速率增加而减小。     

掺Fe3+附银二氧化钛光催化剂的制备及其光催化活性研究

采用酸催化溶胶-凝胶法和光化学沉积法相结合制备出了掺Fe3 附Ag纳米TiO2复合粒子,用TEM、XRD、XPS、UV-vis等技术进行了表征.结果表明:纳米粒子粒径约为10～15nm;Fe3 的掺杂能促进TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变;改性后的TiO2对光的吸收发生红移,吸收强度明显增大;XPS分析表明附载在TiO2表面的银以Ag0形式存在.以紫外光为光源,甲基橙为目标降解物,评价了催化剂的光催化活性,实验表明,掺Fe3 附Ag的TiO2比纯TiO2及仅掺Fe3 或仅附Ag的TiO2能显示出更高的光催化活性;且掺Fe3 0.4%、附银1%(摩尔分数)的催化剂的光催化活性最高.