基于Zr-MOF的不同形態(tài)介孔ZrO2的制備及表征.pdf

1、金屬有機(jī)框架材料（Metal Organic Frameworks,MOF）是由無(wú)機(jī)金屬中心（金屬離子或金屬簇）作為節(jié)點(diǎn)和有機(jī)配體（大部分為二元或多元羧酸、含氮雜環(huán)化合物）通過(guò)自組裝相互連接形成的一類(lèi)具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶態(tài)多孔材料，也稱(chēng)配位聚合物。由于MOF具有可控的分子拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)和可修飾的功能化，因此，大部分的MOF都具有孔隙率高、孔徑分布均勻、比表面高以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使其在氣體吸附和分離、多相催化、氣體儲(chǔ)

2、存、氣體傳感、生物醫(yī)學(xué)等方面具有重要的潛力，吸引了越來(lái)越多的關(guān)注和研究。
　　本文選用了帶苯環(huán)的二羧酸作為有機(jī)配體與過(guò)渡金屬離子Zr4+通過(guò)配位自組裝合成具有正四面體和正八面體的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫滦徒饘儆袡C(jī)框架材料（Zr-MOF）。然后熱解金屬有機(jī)框架材料（Zr-MOF）制備不同形態(tài)納米多孔金屬氧化物，并對(duì)所獲得的Zr-MOF和多孔金屬氧化物進(jìn)行深入的研究。
　　具體工作如下：
　　1、本文以無(wú)水四氯化鋯（ZrCl4）為無(wú)機(jī)金

3、屬離子源，分別選取1,4-對(duì)苯二甲酸和4,4-聯(lián)苯二甲酸作為有機(jī)配體，DMF為有機(jī)溶劑，通過(guò)溶劑熱法合成具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)框架材料UiO-66和UiO-67。并通過(guò)X-射線(xiàn)粉末衍射（PXRD）、N2吸附測(cè)試、熱重分析（TG）分別對(duì)UiO-66和UiO-67的晶體結(jié)構(gòu)、比表面、孔徑大小和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：配位聚合物UiO-66和UiO-67被成功地合成，且有很高的比表面和熱穩(wěn)定性。
　　2、采用分步熱解法將金屬有

4、機(jī)框架化合物UiO-66置于高溫氮?dú)猸h(huán)境下熱解制備了黑色粉末納米ZrO2/C復(fù)合材料，然后在不同溫度下的氧氣環(huán)境再分別對(duì)樣品ZrO2/C進(jìn)行熱解得到介孔納米ZrO2，并對(duì)所有樣品利用X射線(xiàn)粉末衍射（PXRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、熱重測(cè)試（TG）和氮?dú)馕胶涂讖椒治龅确椒ㄟM(jìn)行表征。研究結(jié)果表明：流動(dòng)的氮?dú)猸h(huán)境下制備的ZrO2/C復(fù)合材料具有較高的比表面（～136m2/g）。
　　3、研究了ZrO2/C對(duì)有機(jī)染料剛果紅分子的吸

5、附性能和吸附效率，室溫環(huán)境中少量的樣品(60mg)就能對(duì)10ml濃度為50mg/L的剛果紅溶液的吸附產(chǎn)生明顯的影響，在30分鐘內(nèi)它對(duì)剛果紅的吸附效率接近99％，同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)樣品ZrO2/C-flow N2對(duì)剛果的紅吸附也是非常迅速的，10分鐘內(nèi)能夠使有機(jī)染料剛果紅的吸附率達(dá)到98%。
　　4、把真空活化后的樣品UiO-67，在120℃的真空中往其納米微孔中導(dǎo)入質(zhì)子導(dǎo)電載體咪唑。利用X-射線(xiàn)粉末衍射（PXRD）、透射電子顯微鏡（TE