Ni-BTC MOFs衍生材料及其性能研究.pdf

1、金屬有機(jī)骨架（Metal-organicframeworks，MOFs）材料由于低密度、多孔性等特殊性質(zhì)，在諸多領(lǐng)域（如氣體分離與儲(chǔ)存、催化和吸附等）有很好的應(yīng)用前景，因此受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文通過(guò)快速而簡(jiǎn)單的油浴法合成了一種Ni-MOFs前驅(qū)體，研究了其衍生材料及應(yīng)用，并初步探索了水對(duì)Ni-MOFs前驅(qū)體重新組裝的影響。具體的研究結(jié)果總結(jié)如下:1、通過(guò)犧牲模板法將油浴合成的Ni-MOFs前驅(qū)體一步熱解得到Ni/C催化劑，其對(duì)于糠醛(

2、FAL)選擇性加氫轉(zhuǎn)化為四氫糠醇(THFOL)具有優(yōu)異的催化性能。研究結(jié)果表明，使用Ni2+與1，3，5，-均苯三甲酸(BTC)摩爾比為1∶1獲得的Ni-MOFs前驅(qū)體在500℃下熱解120min制備的Ni/C催化劑(Ni/C-500)具有最高的催化活性。相比于其他條件下得到的Ni/C催化劑，Ni/C-500的納米顆粒尺寸（～14nm）和分散性最均勻，同時(shí)具有較高的比表面積（～92m2/g），催化條件為120℃、1MPa氫壓和120mi

3、n時(shí)，F(xiàn)AL轉(zhuǎn)化率為100％，THFOL的選擇性也達(dá)到100％。這一簡(jiǎn)單的制備方法為生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化中貴金屬和核殼結(jié)構(gòu)催化劑的替代提供了有效的方案。
　　2、利用Ni-MOFs水穩(wěn)定性差和遇一定量水會(huì)成膠的性質(zhì)，將Ni-MOFs與水反應(yīng)形成水凝膠，冷凍干燥后得到Ni基金屬有機(jī)氣凝膠，氣凝膠在氮?dú)鈿夥障聼峤?，制得Ni/C納米纖維。Ni/C納米纖維的物理化學(xué)性質(zhì)高度依賴于熱解條件，在500℃下熱解的材料(Ni/C500)具有超輕、超疏水

4、、磁性和彈性等物理性質(zhì)。Ni/C500用于油水分離，可以快速有效地吸附有機(jī)物，并可利用金屬Ni的磁性進(jìn)行分離，達(dá)到可控油水分離的目的。此外，Ni/C500能夠在水相中原位催化吸附的有機(jī)物加氫轉(zhuǎn)化為高附加值的化學(xué)品，如硝基苯在100℃、6MPa氫壓和5h的催化條件下完全轉(zhuǎn)化為苯胺;FAL在160℃、4MPa氫壓和4h的催化條件下轉(zhuǎn)化率達(dá)到93.9％。
　　3、初步探索了Ni-MOFs前驅(qū)體在不同水環(huán)境中的重新組裝。在乙醇的水溶液中，

5、固定濃度為10mg/2mL，隨著水與乙醇體積比從0∶1增加至1∶0，材料的形貌逐漸由MOFs本身的層狀轉(zhuǎn)變?yōu)橹睆骄鶆?707nm)、長(zhǎng)度為毫米級(jí)的納米線;當(dāng)溶劑為純水時(shí)，MOFs質(zhì)量為10mg，隨著水含量由0.1mL增至2mL，材料形貌由無(wú)序的棒狀轉(zhuǎn)變?yōu)橹睆骄鶆蚯议L(zhǎng)度為毫米級(jí)的納米線;此外，水溶液中的pH對(duì)形貌也有很大的影響，固定濃度為10mg/2mL，pH為4-8時(shí)，材料仍然保持均勻的納米線，在強(qiáng)酸性(pH=1)溶劑中，材料被腐蝕嚴(yán)重