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金屬有機(jī)骨架(metal-organic frameworks，MOFs)，是一種利用金屬離子與有機(jī)配體間的金屬-配體絡(luò)合作用組裝形成的超分子多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料。MOF作為一種新型多功能分子基材料，因其具有結(jié)構(gòu)上的有序性、有機(jī)無(wú)機(jī)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(yùn)用性而備受關(guān)注。如在吸附分離、選擇性催化、氣體儲(chǔ)存、生物傳導(dǎo)材料、磁性材料、光電材料和芯片等新材料開(kāi)發(fā)中顯示了誘人的應(yīng)用前景。
凹凸棒土是一種具有層鏈狀過(guò)渡結(jié)構(gòu)的以含水富鎂鋁硅酸鹽為主的粘土礦土。實(shí)際應(yīng)用中由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和諸多優(yōu)異的性能，被譽(yù)為“千土之王”，其產(chǎn)品不僅在化工、能源、機(jī)械、輕工、汽車(chē)、建材、冶金等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用，而且已進(jìn)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(shù)產(chǎn)業(yè)。
在實(shí)際應(yīng)用過(guò)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(yīng)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(yīng)用潛力。本文基于MOF材料和凹凸棒土，針對(duì)MOF材料穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，將兩者雜化，旨在提高M(jìn)OF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(jī)理。
實(shí)驗(yàn)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(jìn)行雜化，在合成HKUST-1的過(guò)程中添加一定量凹凸棒土，考察了雜化材料的結(jié)構(gòu)，證明HKUST-1與凹凸棒土之間存在著一定的化學(xué)鍵;實(shí)驗(yàn)還考察了雜化材料相對(duì)于HKUST-1的水熱穩(wěn)定性，證實(shí)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(shì)，將其作為催化劑應(yīng)用于甲醇分解氧化苯乙烯的催化開(kāi)環(huán)反應(yīng)，相對(duì)于HKUST-1材料的性能有著更好的效果。
為了進(jìn)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(jī)理，我們?cè)谇捌诘碾s化實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，將凹凸棒土進(jìn)行嫁接羧基的有機(jī)改性，再將改性后的凹凸棒土與HKUST-1進(jìn)行雜化，證實(shí)了該雜化材料的雜化機(jī)理，同時(shí)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(kāi)環(huán)反應(yīng)方面與HKUST-1進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)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(guān)鍵詞：
    金屬有機(jī)骨架材料 凹凸棒土 雜化材料 配體絡(luò)合 化學(xué)改性 富鎂鋁硅酸鹽
    作者：
    殷孝謙
    學(xué)位授予單位：
    南京工業(yè)大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專(zhuān)業(yè)：
    化學(xué)工程
    導(dǎo)師姓名：
    劉曉勤
    學(xué)位年度：
    2014
    語(yǔ)種：
    中文
    分類(lèi)號(hào)：
    TQ262.2 O641.4