MOFs基材料

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  • 1  去溶剂绿色化合成金属有机骨架材料研究进展
    赵文昊 王琪 王恺华 陈杨 李晋平 李立博
    2025, 42(2).
    [摘要](389) [HTML](1617) [PDF 12.86 M](432)
    摘要:
    金属有机骨架材料(MOF)作为一类新型的晶态多孔材料在催化、气体分离、传感和药物传递等领域已被广泛探索,特别是在精细化工领域具有极大的应用价值。该类材料能工业应用的前提是其能低成本、大规模的制备。然而传统的溶剂热合成法需要消耗较多的有机溶剂,具有产量较低、耗能大、废液处理难等缺点,不符合绿色化工发展的要求。现如今,绿色制备MOF的方法正逐渐向无溶剂化迈进,以期实现工业生产经济效益与环境效益的平衡发展。本文以MOF的去溶剂绿色合成为主题,从少溶剂及绿色溶剂合成直到微量甚至无溶剂合成,先后综述了蒸气相辅助合成、机械化学合成、无溶剂直接转化以及加速老化合成等几种策略。评价了不同方法的优缺点,指出了实现规模化放大合成的必要性,展望了未来MOF投入大规模商业应用的发展前景。
    2  共价有机框架膜的制备及在液体分离中的应用
    马鹏程 单斌 王新波
    2025, 42(3).
    [摘要](375) [HTML](788) [PDF 18.68 M](539)
    摘要:
    共价有机框架聚合物(Covalent Organic Frameworks,COFs)是一种共价键连接有机单元形成的新型晶体多孔材料,具有孔隙率高、周期性延伸、结构规整和易于定制等优点,被视为制备高性能分离膜的理想材料。多种具有不同成键方式的COFs,以及不同的制膜方法被报道出来,成为COFs膜分离应用研究的基础和关键技术,在液体分离中展现出巨大的潜力。本文综述了COFs材料的分类,对不同共价键连接的COFs进行了特性分析;重点分析了连续COFs膜的制备策略,包括原位生长、界面聚合(IP)、纳米片堆叠、层层组装和电化学法等方法,指出COFs膜制备技术的关键技术要点,并对不同成膜方法的优劣进行了讨论;探讨了COFs膜在废水中有机分子脱除、海水淡化、有机溶剂纳滤等液体分离领域的应用进展;最后对COFs膜在未来发展的机遇和挑战进行了展望。
    3  负载香豆素衍生物MOFs荧光探针制备及Al3+荧光增强识别性能
    孙超凡 张兴天 侯丽伟 张永 唐万侠 马文辉
    2025, 42(7).
    [摘要](165) [HTML](278) [PDF 3.31 M](235)
    摘要:
    利用2-氨基对苯二甲酸(BDC-NH2)和六水合硝酸锌在常温下制备了MOF-5-NH2。采用浸渍法将7-N,N′-二乙氨基香豆素-3-氨基硫脲亚氨(C)封装到MOF-5-NH2的孔道中制备了荧光复合材料MOF-5-NH2@C。利用SEM、XRD、FT-IR和XPS对MOF-5-NH2和MOF-5-NH2@C的结构和组成进行了表征。考察了MOF-5-NH2@ C对15种常见金属阳离子(K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Fe3+、Co2+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Cd2+、Pb2+、Cd2+、Hg2+、Ni2+、Al3+)的荧光识别性能。结果表明,在乙醇中,MOF-5-NH2@C可以专一识别Al3+,加入Al3+后引起体系荧光增强162倍,检测限为0.328 μmol/L,且具有良好的抗干扰和裸眼识别的能力,能够在实际水样中检测Al3+。
    4  金属有机框架材料的制备及应用研究进展
    张泽宇 于德梅 何刚
    2025, 42(8).
    [摘要](449) [HTML](2606) [PDF 45.21 M](418)
    摘要:
    金属有机框架(MOFs)材料因具有高比表面积、高孔隙率、高热稳定性等优点,广泛应用在吸附分离、催化、储能等领域,已成为新材料领域的研究热点。MOFs材料的制备方法直接影响其形貌和性能,探寻高效、环保、绿色的制备方法对于MOFs材料的研究至关重要。该文首先介绍了MOFs材料的传统制备方法,包括水热/溶剂热法、超声法、微波法、电化学法以及机械合成法等,简述了以气相沉积法、界面合成法、微流控法等为代表的新颖MOFs制备方法,并归纳总结了不同制备方法的优缺点及适用范围;然后,重点综述了MOFs材料在吸附分离、储能、催化、生物医学等领域的应用研究进展;最后,对MOFs材料在快速、绿色、规模化制备和应用机理研究,以及复合材料构筑3个未来发展方向进行了展望。
    5  二维MOFs纳米片用于去除环境污染物的研究进展
    孙心怡 周露露 胡静
    2025, 42(9).
    [摘要](316) [HTML](327) [PDF 4.16 M](269)
    摘要:
    金属有机框架材料(MOFs)作为一种由金属节点和有机配体通过自组装连接而成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料,因其具有高比表面积、高孔隙率和可修饰等特点,被广泛应用于各个领域。然而,零维、一维和三维材料通常存在活性位点少、与污染物接触面积不足等问题,对此,二维形态的MOFs基材料提供了解决思路,并在去除环境污染物的领域中大放异彩。该文综述了近五年二维MOFs基材料在去除环境污染物方面的应用进展,其中包括二维MOFs纳米片的制备方法、去除污染物的主要机制以及污染物种类;并指出MOFs本身特性使其有利于吸附或催化环境污染物,在此基础上进行复合或是衍生策略可以显著提高去除效率;以及以理论计算的角度去揭示MOFs与污染物内部相互作用的机理;最后对MOFs的改性策略、相互作用机制和系统的理论指导进行总结并展望。