模板合成核壳结构ZnO@ZIF-8材料以及其氧化CO性能开题报告
2020-06-10 22:06:46
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
金属有机骨架材料(metal organic frameworks,以下简称mof)是由金属离子与有机配体通过配位作用组装形成一类具有周期性、多维网络结构的多孔晶态材料[1]。参与配位的金属离子可以是过渡金属元素(如cu、zn、fe#8230;#8230;),而参与配位的有机配体多为含羧基或含n的有机物质。因此金属和有机配体有着高度可选性。同时由于同种金属与同种配体间的连接方式也可能不同, 使得mofs 呈现了极其丰富的结构多样性[2]。mofs种类的多样性及其所表现的超高比表面积和相应的孔道结构,使得近二十年来一直是科研研究的热点。著名的综述期刊chem. soc. rev.和chem. rev.相继在2009年和2012年出版了mofs专辑对于其研究现状进行跟踪报道。目前mofs领域最具代表性的先驱人物及材料有美国加州大学伯克利分校的o. m. yaghi教授所制备的irmof[3]系列和zif[4]系列,法国凡尔赛大学g. f#233;rey院士所制备的mil[5]系列,日本京都大学s. kitagawa教授所合成的cpl[6]系列。
在mofs 的功能应用中, 催化应用是发展最为迅速的应用领域之一。这主要是因为mofs 大的孔道极大地便利了催化反应底物和产物的传输,mofs有许多暴露的不饱和金属位点以及mofs在选择性方面表现出很好的性能。主要可总结为:(1)孔洞的形状和大小的可选择性。(2)官能团的多样性。可以通过预先选择含有特定官能团的有机配体, 获得具有这些官能团修饰的mofs, 官能团的存在可能会影响催化反应的产率或选择性[7]。此外, 这些特定的官能团也可以通过后合成修饰的方法对mofs进行功能化[8]。
现阶段mofs在催化领域主要进行了关于以其自身骨架进行的催化研究、以mofs材料自身作为催化剂载体进行的催化研究、以mofs材料为模板进行热解制备金属氧化物的催化研究等等。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
本课题主要想制备一种ZIF-8@ZnO的核壳材料,想通过金属氧化物自身提供的金属配体和有机配体进行配位,制备出MOFs材料包裹纳米金属氧化物的核壳材料。之后通过简单的CO催化氧化实验来表征一下它的性能。ZnO在光催化方面有着很重要的应用,我们期望与该材料能在这方面有一定的应用。
实验方面主要通过六水合硝酸锌与二甘醇通过油浴加热制备出纳米球状氧化锌,然后通过它自身提供的锌源与二甲基咪唑溶液反应,制备出ZIF-8@ZnO材料
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