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金屬有機骨架(metal-organic frameworks，MOFs)，是一種利用金屬離子與有機配體間的金屬-配體絡合作用組裝形成的超分子多孔網(wǎng)絡結構材料。MOF作為一種新型多功能分子基材料，因其具有結構上的有序性、有機無機雜化性、特殊的光電磁性、可裁剪性、微孔性、及在工業(yè)上的潛在運用性而備受關注。如在吸附分離、選擇性催化、氣體儲存、生物傳導材料、磁性材料、光電材料和芯片等新材料開發(fā)中顯示了誘人的應用前景。
凹凸棒土是一種具有層鏈狀過渡結構的以含水富鎂鋁硅酸鹽為主的粘土礦土。實際應用中由于其獨特的結構和諸多優(yōu)異的性能，被譽為“千土之王”，其產(chǎn)品不僅在化工、能源、機械、輕工、汽車、建材、冶金等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中廣泛應用，而且已進入到以生物、信息、航空航天、新材料和新能源為代表的高新技術產(chǎn)業(yè)。
在實際應用過程中，大部分MOF材料的水熱穩(wěn)定性較差，這制約了其性能工業(yè)應用的發(fā)展。凹凸棒土作為一種性能優(yōu)良的天然礦物材料，有著巨大的應用潛力。本文基于MOF材料和凹凸棒土，針對MOF材料穩(wěn)定性差的缺點，將兩者雜化，旨在提高MOF材料的穩(wěn)定性，研究雜化材料的催化性能以及探索雜化機理。
實驗中選取MOF材料中比較典型的HKUST-1，論文研究首先將HKUST-1與凹凸棒土進行雜化，在合成HKUST-1的過程中添加一定量凹凸棒土，考察了雜化材料的結構，證明HKUST-1與凹凸棒土之間存在著一定的化學鍵;實驗還考察了雜化材料相對于HKUST-1的水熱穩(wěn)定性，證實其水熱穩(wěn)定性有所提高;不僅如此，我們還利用雜化材料的顆粒粒徑減小的優(yōu)勢，將其作為催化劑應用于甲醇分解氧化苯乙烯的催化開環(huán)反應，相對于HKUST-1材料的性能有著更好的效果。
為了進一步研究如何更好的提升雜化材料的穩(wěn)定性，提升雜化材料的催化性能以及深入探索雜化材料的雜化機理，我們在前期的雜化實驗研究基礎上，將凹凸棒土進行嫁接羧基的有機改性，再將改性后的凹凸棒土與HKUST-1進行雜化，證實了該雜化材料的雜化機理，同時我們亦將該材料在水熱穩(wěn)定性、甲醇分解氧化苯乙烯的催化開環(huán)反應方面與HKUST-1進行對比，實驗結果顯示，雜化材料的效果要不僅明顯優(yōu)于HKUST-1，還優(yōu)于HKUST-1/凹凸棒土的雜化材料。


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    關鍵詞：
    金屬有機骨架材料 凹凸棒土 雜化材料 配體絡合 化學改性 富鎂鋁硅酸鹽
    作者：
    殷孝謙
    學位授予單位：
    南京工業(yè)大學
    授予學位：
    碩士
    學科專業(yè)：
    化學工程
    導師姓名：
    劉曉勤
    學位年度：
    2014
    語種：
    中文
    分類號：
    TQ262.2 O641.4