金属有机框架在非均相催化中的载体效应

催化载体效应作为制备含少量稀有金属元素的高活性非均相催化剂的关键因素已被广泛研究.利用金属有机框架（MOFs）在孔径、电子状态和选择性吸附性能方面的可调控性,可研究其载体效应.目前,关于金属纳米粒子（NPs）负载的MOFs(M/MOFs)多相催化研究表明：MOFs载体可以通过载体效应极大地增强催化活性,调节产物的选择性,并且将MOFs用作载体,有利于用NPs制备新型高性能催化剂.文章报道了3种类型的载体效应,即分子筛效应、电荷转移效应和基质吸附效应,同时报道了它们在M/MOFs复合型催化剂上的应用表现.     

生物金属有机框架的研究进展

由生物分子构筑的生物金属有机框架(Biological Metal-Organic Framework,Bio MOF)是近十几年发展起来的一类新型多孔材料,属于金属有机框架材料(MOF)的一个分支.自然界中有无数多种生物分子可以作为桥连配体与金属离子配位,这些分子成为设计优良生物相容性的Bio MOF的主要来源.本文介绍了核碱基、氨基酸、肽和蛋白质作为有机配体与金属离子形成Bio MOF的研究进展,并展望其在生物领域的应用前景.     

金属酞菁的二维有机框架材料的合成及其应用

金属酞菁（MPcs）二维（2D）有机框架在吸附与分离、催化、生物化学等方面具有广泛的应用价值.基于MPcs的2D框架的合成和研究,为发展新兴的具有电、磁、光和电化学特性的多功能材料提供了新的途径.文章首先介绍了构筑2D有机框架的MPcs分子单体的结构功能关系,以及2D有机框架材料的历史发展和独特功能;其次介绍了由MPcs构建的二维金属有机框架材料（MPcs-2D MOFs）和MPcs二维共价有机框架材料（MPcs-2D COFs）的合成方法;最后总结了两者在传感器、催化、能量储存和光动力治疗方面的应用.     

单金属MOF衍生多孔碳微波吸收性能研究进展

现阶段,电子仪器和设备受到空前关注,但是电磁波污染问题也随之加剧,电磁吸波材料可以保护人体和仪器设备免受其干扰,而且对于军用设备的隐身也会起到重要的作用。金属有机框架(MOFs）是一种三维多孔结构,其合成方法简单,尺寸形貌和孔径大小可控,形状结构稳定。其衍生的多孔碳材料因具有较强的导电性和较大的比表面积等优点使其成为热门的应用材料。在微波吸收领域,MOF 衍生多孔碳材料也展现出巨大潜力。文中从 MOF 的中心金属出发,对单金属 MOF 衍生多孔碳材料的研究现状和吸波原理进行了介绍,详细总结了其在微波吸收领域的研究进展,并综合上述进展分析了单金属 MOF 衍生多孔碳做吸波材料存在的问题 最后对其未来发展方向做出了展望和预测     

锆基卟啉金属有机框架的合成和性质研究

卟啉广泛存在于自然界,因其优异的光物理和电化学性能而备受关注.然而,卟啉的不稳定性、自猝灭和水溶性差等固有缺陷限制了它在生物学领域的应用.近年来,在金属有机框架(MOFs)中引入卟啉分子或利用卟啉作为有机连接剂构建卟啉金属有机框架(PMOFs)成为研究焦点. PMOFs既可以克服卟啉的局限性,又兼具卟啉与MOFs各自的独特性.文章通过改变反应条件,合成了3种不同形貌特征的锆基卟啉金属有机框架PCN-224,这种材料不仅保持了卟啉在红光照射下产生单线态氧(¹O₂)的特点,还可作为药物载体,为PMOFs的结构调控和生物学应用提供了新思路.     

金属有机框架(MOFs)材料在生物富集中的应用

与传统无机多孔材料相比,金属-有机框架(Metal-organic frameworks,MOFs)材料孔径可调,具有更高的孔隙率,更大的比表面积,多样化的结构及功能等特点,因而已经被广泛应用于传感器、催化剂、气体吸附与分离、药物载体及控释等领域中。本文主要综述MOFs材料在生物富集中的应用,根据不同的富集机理,分别对低丰度肽、磷酸化肽和糖肽进行富集研究进展。在预富集过程中,总结了已应用的MOFs材料的种类和所具有的功能及其展现出的富集性能。     

Gd-MOF磁共振造影剂的研究进展

磁共振成像(MRI)是常规临床医学检测中一种重要的影像手段.钆(Gd)基金属有机框架(Gd-MOF)结合了稀土元素Gd特有的磁性和MOF独特的多孔框架结构,展现出优异的造影性能,是一类具有潜力的磁共振造影剂.综述了Gd-MOF造影剂的研究进展,并综合分析了影响其性能的多方面因素.     

三维钴金属有机框架的合成、晶体结构及性质研究

使六水合氯化钴与多功能有机配体2-(间溴)苯基-4,5-咪唑二羧酸(m-BrPhH3IDC)在溶剂热条件下反应,制得了网状金属有机框架{[Co3(m-BrPhIDC)2(H2O)7]·H2O}n(配合物1).采用元素分析、红外光谱、粉末X射线衍射以及X射线单晶衍射表征了其组成和结构.结果表明:钴离子在配体m-BrPhIDC3-的桥联作用下,形成了新颖的复杂三维固态结构.研究了配合物1在空气气氛下的热稳定性以及在2~300K范围内的变温磁化率,发现相邻的钴离子间存在着弱的反铁磁耦合作用.     

金属有机框架吸附材料的制备及表征

采用溶剂热合成方法,分别制备出Cu的对苯二甲酸骨架材料Cu(BDC)和Zn的沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-8）,对产物进行了高温煅烧处理,采用SEM和XRD对煅烧前后所得样品进行表征。结果表明Cu(BDC)和ZIF-8样品在煅烧后,样品均由不规则多边形块状颗粒转变为表面粗糙的类球形颗粒。可见煅烧可以使产物表面变粗糙,增大比表面积,有望在高效吸附剂领域得到广泛应用。     

光热响应金属有机框架材料的应用研究进展

光热响应金属有机框架(MOF)材料是环境功能材料的一个前沿分支.这类材料具有特殊的结构、开放的活性位点和可逆的结构转变等理化特性,引起了不少学者的兴趣.本文详细阐述光响应客体分子,如螺吡喃、偶氮苯、二芳基乙烯等光敏分子的结构异构转换机理,并介绍光响应MOF材料的应用领域;同时,详细讨论热响应客体分子聚(N-异丙基丙烯酰胺)和聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯,及热响应MOF材料的应用前景.在此基础上,提出光热响应MOF材料设计开发的理论思路,并对未来光热响应MOF材料的研究方向进行展望.     

Co-Mn金属有机骨架衍生的双金属硫化物及其在锂离子电池负极材料中的应用

介绍了一种通过简单的室温搅拌合成具有多孔结构的 Co-Mn 金属有机框架(metal-organic-framework, MOF)材料的方法, 并对制备的双金属 MOF 进行气相硫化, 得到多孔 CoS介绍了一种通过简单的室温搅拌合成具有多孔结构的Co-Mn金属有机框架(metalorganic-framework,MOF)材料的方法,并对制备的双金属MOF进行气相硫化,得到多孔CoS_2/MnS双金属复合材料.与相同方法制备的单金属MnS与CoS2材料对比发现,CoS_2/MnS双金属复合材料表现出了类似花瓣状的多孔片状结构以及更小的粒径,在作为锂离子电池电极材料使用时表现出了最好的储锂性能.这主要归因于类花瓣状的多孔结构:一方面为锂离子提供了更短的传输路径以及更多的接触位点;另一方面也缓解了材料锂化/去锂化过程的体积变化.此外,两种金属硫化物的有机结合也抑制了材料在循环过程中由于体积变化而导致的容量快速衰减.最后,MOF有机配体衍生的碳骨架也为增强材料的导电性起到了积极的作用.     

单原子Co修饰TiO2(101)面的结构和析氢性能的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论（DFT）+U的第一性原理方法研究了单原子Co在TiO₂（101）面的掺杂位置和方式、几何结构和整体能量以及掺杂后产物的制氢反应机制,得到了稳定且易出现的单原子修饰结构,即单原子Co吸附在4个O组成的表面空隙的中心位,记为Co/TiO₂（101）。进一步对Co/TiO₂（101）的析氢反应过程和性能进行研究,确定了当且仅当TiO₂（101）面完成表面羟基化反应后,H原子全覆盖的TiO₂（101）表面才能进行后续的析氢反应;此时单原子Co是唯一的反应位点,整体的制氢反应自由能ΔG_H*比Co（111）面更加趋近于0,显示出其具有远优于金属Co的催化性能。此外,Co和TiO₂间的电荷转移和相互作用使TiO₂带隙出现新的掺杂能级,可带来作为光催化基材的TiO₂光吸收性能的改善。     

过渡金属硫族化物纳米片的制备与生物应用

过渡金属硫族化物（TMDCs）是一类类石墨烯材料,具有高近红外吸收率,因此常被用作肿瘤光热治疗（PTT）过程中的光热剂以及光声成像（PAI）中的造影剂.TMDCs大多数情况下以二维纳米片的形式存在,具有更大的比表面积和更多的活性位点,可以通过负载不同功能的纳米小颗粒、药物小分子或生物大分子来赋予材料更多的可能性.文章主要介绍了TMDCs的合成与修饰,总结了常用的几种合成方法及其优缺点,以及该纳米材料在肿瘤诊疗中的一些应用.     

多齿胺磁性微球的制备及应用

利用传统的共沉淀法合成纳米级磁性Fe₃O₄,并用油酸和十二烷基磺酸钠双层表面活性剂对其进行改性,制备出稳定性好,能够很好的分散到极性溶剂中的磁流体。以磁流体为种子,通过乳液聚合方法以甲基丙烯酸甲酯（MMA）和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为原料进行交联共聚得到了表面带双键的磁性微球,再利用二乙烯三胺（DETA）与磁性微球表面的双键发生迈克尔加成反应使其氨基化,最后用丙烯酸正丁酯(BA)与DETA改性磁性微球表面氨基反应得到多齿胺配体。通过FTIR对其结构进行了表征,元素分析测得其含氮量约为1.0mmol/g。进一步将此种配体与CuCl配位并多次重复应用于催化CCl₄与MMA及三氯乙酸甲酯与苯乙烯（St）的原子转移自由基加成（ATRA）反应,通过气相色谱法测定了原料的转化率随时间变化。结果表明：在催化CCl₄与MMA和三氯乙酸甲酯与St的ATRA反应中,此种配体至少可以重复使用5次,且第一次转化率在40h内可达到80%以上,第5次时仍可达到35%以上。     

共价有机框架的合成及其在生物医学领域应用研究进展

共价有机框架（COFs）作为一类由热力学稳定的共价键连接在一起的结晶型多孔有机聚合物材料,具有稳定性高、比表面积大、孔隙率大、晶体结构高度有序、化学物理性质可控等优良特性,已经在化学和能源等领域展现出巨大的应用价值.近年来,研究者们探索了COFs在生物医学方面的应用,并引发了广泛的关注.文章对于常用的COFs合成方法及其在生物医学领域的应用进行了总结,重点介绍了COFs在生物传感以及肿瘤治疗方面的应用进展.此外,还讨论了该领域面临的挑战及未来发展方向.     

Yb:(Lu,Gd)VO4多晶粉末合成及晶体生长

采用液相法合成了不同掺杂浓度的Yb:(Lu,Gd)VO4多晶粉末.利用TG-DSC曲线确定了其烧结工艺.XRD测试表明所得样品为四方晶系,晶胞参数介于LuVO4和GdVO4之间.荧光光谱显示Yb:(Lu,Gd)VO4具有较大的半峰宽,荧光峰强度随掺杂浓度的加大而增强.采用该研究合成的多晶原料,通过提拉法生长出优质Yb:(Lu,Gd)VO4单晶.     

碱式碳酸铅单晶胶体纳米结构的低温液相合成与表征

使用一种无表面活性剂辅助的室温合成方法,通过反应物配比的简单调控,实现了碱式碳酸铅单晶胶体纳米结构的简易合成.改用水热反应条件,基于奥斯特瓦尔德熟化效应,则合成出多边形片状碱式碳酸铅的单晶微纳结构,并通过XRD、FTIR、SEM和TEM等手段对其进行表征.基于实验结果,提出了该类微纳结构的形成机理.     

POSS/PMMA纳米复合材料制备及其热性能研究

文章以CuCl/2,2’-联吡啶为催化剂,单功能基POSS-Cl为引发剂,采用原子转移自由基聚合方法制备了POSS/PMMA核壳型结构的纳米复合材料,通过FTIR1、H-NMR、XPS等手段对其进行表征,并用DSC、TGA等检测手段对其热性能进行研究。研究结果表明,ATRP法制备POSS/PMMA纳米复合材料是可行的,POSS的加入对PMMA的热性能有较大程度地提高。     

生物表面活性剂介导的纳米银合成、表征及抗菌效果评价

纳米银(Ag NPs)具有很强的抗菌活性,广泛应用于医疗医药行业。生物表面活性剂作为化学表面活性剂的良好替代品在NPs合成中作为分散剂,具有绿色环保的特点。采用从油田分离的Brevibacillus borstelensis发酵产脂肽类生物表面活性剂,作为分散剂和稳定剂,合成Ag NPs。利用紫外可见光谱、激光粒度仪、傅立叶变换红外光谱、X射线衍射分析和透射电子显微镜等对合成的Ag NPs进行了分析表征,并考虑了与表面活性剂的协同作用进行了杀菌抑菌评价。结果表明合成的Ag NPs分散稳定性良好,平均粒径为23 nm,且对Bacillus alkalitelluris(革兰氏阳性菌)和Escherichia coli DH5α(革兰氏阴性菌)具有较强的抗菌活性。扫描电子显微镜分析,表明纳米银对细菌细胞膜具有强大破坏作用,验证了Ag NPs对细菌的抗菌机制为膜的损伤和胞内物质外泄导致的细菌死亡。脂肽生物表面活性剂介导合成的Ag NPs具有良好的抗菌活性,是一种潜在的高效抗菌材料。     

生物组织中肿瘤定位的TR-adjoint法及应用

为了提高微波致热超声扫描成像技术(microwave-induced thermo-acoustic tomography,MITAT)对复杂生物组织环境下肿瘤定位的精确度,采用TR-adjoint法重建生物组织复杂环境分布,为肿瘤反演提供一个更逼真的生物组织声学模型.该方法利用了时间反转镜(time reversal mirror,TRM)技术,并成功引入地震学中的adjoint理论.根据重建的生物组织环境的声学模型,TRM对生物组织中肿瘤进行定位.全波数值模拟表明,该方法不仅可以获取生物组织密度和声速的分布信息,而且仅通过接收器接收到的信号就可以对肿瘤组织进行高精度定位.