鈷基MOF材料的合成及其性能測試與表征.pdf

1、金屬一有機(jī)框架材料(MOF)是近幾十年來發(fā)展起來的一類配位聚合物，在催化、儲能和分離中都有著廣泛的應(yīng)用。本文中，我們通過鈷基化合物與不同的有機(jī)配體進(jìn)行反應(yīng)，形成不同的鈷基MOF配位化合物，然后對其進(jìn)行性質(zhì)測試，主要研究了鈷基MOF材料在變色響應(yīng)及電催化產(chǎn)氧方面的性能。主要工作如下:
　　1、鈷基普魯士藍(lán)類似物(PBA)的制備及其熱致變色和溶劑致變色性能研究
　　以醋酸鈷和鈷氰化鉀為原料，通過簡單的溶液法在水中合成了鈷基PBA

2、，通過調(diào)節(jié)體系中檸檬酸鈉的加入量，合成了形貌和尺寸大小都有差異的鈷基普魯士藍(lán)類似物(Co3[Co(CN)6]2)。通過實驗和理論計算對PBA的形成機(jī)理進(jìn)行了研究，結(jié)果表明合成的PBAs中與二價鈷配位的水分子會部分被加入的檸檬酸根所取代，同時檸檬酸根與相鄰的配位水之間形成氫鍵，從而抑制了加熱過程中PBA中配位水分子的脫除，最終實現(xiàn)了對PBA熱致變色溫度(40-80℃)的可調(diào)控制。除具有可調(diào)的熱致變色溫度外，所合成的PBAs還表現(xiàn)出非常快的

3、熱致變色速率和高的循環(huán)穩(wěn)定性等特征。另外這種PBAs還具有溶劑致變色性能。以PBA-0為例，在水、各種醇類及乙睛等溶液中可以顯示出不同的顏色，這主要是由于產(chǎn)物中的配位水與溶劑具有較強的結(jié)合能力，使配位水脫離骨架，使得產(chǎn)物Co(Ⅱ)從6配位轉(zhuǎn)變成4配位，顏色也發(fā)生變化;但是PBA-300在不同溶劑中依然保持粉紅色不變，主要是由于檸檬酸根的存在對配位水的脫除具有阻礙作用，使產(chǎn)物失去溶劑致變色效應(yīng)。
　　2、3D納米花狀鈷基MOF材料的

4、制備及其電化學(xué)性能研究
　　以乙酸鈷、乙酸鎳和對苯二甲酸為原料，采用了簡單的液相方法合成了鎳摻雜的鈷基MOF—Co10-xNix-BDC(0-3)，此類MOF呈現(xiàn)均勻的花狀，由薄的片層相互交叉而成。通過XRD、TEM、SEM、FTIR、XPS等手段對MOF產(chǎn)物進(jìn)行了表征，并且通過調(diào)整體系中不同CoNi比例的合成方法和不同時間的跟蹤實驗過程研究了其形成機(jī)理。將所得的一系列MOF材料作為電催化劑用于電化學(xué)產(chǎn)氧(OER)測試，對其催化性