新型納米尺寸稀土MOF的設(shè)計合成及性質(zhì)研究.pdf

1、金屬有機框架材料(metal-organic frameworks，MOFs)或多孔配位聚合物(porous coordination polymers，PCPs)，是通過有機配體和金屬中心等結(jié)合的有序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料。MOFs作為一類新型有機-無機雜化材料，具有超高比表面積、可調(diào)的孔徑及易功能化等特點，從而在貯氫材料、吸附、催化和傳感等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　在本論文中，我們以離子液體為模板，通過水熱法合成了系列納米尺寸的稀土

2、金屬-有機框架材料(IL-Eu-MOFs)，研究了其在吸附和熒光傳感方面的應(yīng)用。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.利用離子液體輔助水熱法合成了三種新穎的鑭系金屬有機框架納米材料[C4mim][Cl]-Eu-MOF、[C8mim][Cl]-Eu-MOF和[C12mim][Cl]-Eu-MOF，并對它們進行了X-射線衍射(XRD)、紅外(FT-IR)、透射電鏡(TEM)表征。有趣的是，這種離子液體介入的簡單實用的方法可以在不改變其他合成條件

3、下控制MOF的結(jié)構(gòu)和MOF納米棒形貌。在離子液體[C4mim][Cl]與Eu+在不同摩爾比(1∶5，1∶10，1∶15)時，能夠得到納米棒的平均直徑為105～309 nm，平均長徑比為7～11。以[C4mim][Cl]-Eu-NMOF等作為高效吸附劑，對剛果紅染料分子進行了吸附性能研究，同時考察了吸附劑用量、時間、pH和剛果紅濃度對吸附性能的影響。結(jié)果表明，[C4mim][Cl]-Eu-NMOF的吸附在30min內(nèi)可達到平衡;隨著吸附劑

4、用量的降低，吸附容量逐漸升高;隨著剛果紅溶液的pH值升高，吸附容量逐漸減少;隨著剛果紅溶液濃度的增加，[C4mim][Cl]-Eu-NMOF對剛果紅的吸附容量隨之增加。吸附劑[C4mim][Cl]-Eu-NMOF在pH=4時對剛果紅吸附容量達到2606 mg g-1。吸附過程可以很好的通過TEM進行表征分析，為了進一步理解[C4mim][Cl]-Eu-NMOF對CR的吸附，我們還進行了紅外，拉曼和Zeta電勢分析。使用動力學(xué)模型對實驗結(jié)

5、果進行了擬合，結(jié)果顯示，[C4mim][Cl]-Eu-NMOF對剛果紅的吸附過程符合二級動力學(xué)模型。
　　2.采用離子液體輔助水熱法合成了具有高效熒光量子產(chǎn)率的納米尺寸的稀土有機框架材料[C4mim][Cl]-Eu-NMOF，研究它對于不同金屬陽離子和溶劑分子的熒光傳感性能。結(jié)果表明，[C4mim][Cl]-Eu-NMOF能夠靈敏的檢測Cu2+，最低檢測濃度可達1.0×10-7 M。
　　3.以不同烷基鏈長離子液體輔助水熱法