金属有机骨架基吸附材料的设计合成开题报告

1. 研究目的与意义

1.1研究背景

当前日益严重的环境污染问题极大地威胁了人类的生存和健康，已引起世界范围内的广泛重视，因而对有害污染物的防治和去除提出了更高的要求。在现有的去除有害污染物的技术中，吸附法被普遍认为是最简单有效、廉价环保的技术之一，尤其是将新型材料用于吸附有害物，对于减少工业废水对环境的污染至关重要，因此开发一种成本低廉、快速制备且具有较好污染物去除效果的新材料成为材料科学家们面临的挑战^[1]。近十几年以来，mofs作为一种具有原材料简单易得，具有高孔隙率、高比表面积、形貌尺寸可调和结构丰富等诸多优良性质的新型吸附材料，引起科学家们的广泛关注。

多孔金属有机骨架(metal organic frameworks，mofs)化合物，是一种新兴的有机－无机杂化材料。这是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的晶体材料。构建mofs材料不断发展， 配体由含氮配体扩展到含羧酸、磺酸的有机配体及混合配体，中心金属原子也由过渡金属演变到稀土元素。配体的选择对于构建mofs骨架起决定性作用。mofs材料与传统多孔材料相比，优势在于可以通过调整金属中心的配位数而调整有机配体的尺寸大小，从而调节晶体孔道的结构^[2]。目前，科学家们已经合成出大量的mofs材料。根据功能的不同，可分为发光、磁性、导电mofs等；根据命名的不同，可以分为mof、zif、mil等系列^[1]。mofs材料的合成方法有水热（溶剂热）合成法、微波合成法、机械化学合成法、快速合成法。

2. 研究内容和预期目标

2.1 主要研究内容

1、合成磁性粒子fe₃o₄。

2、合成研究所需的fe₃o₄@mof复合材料。

3. 研究的方法与步骤

1、制备磁性粒子fe₃o₄：将fecl₃^.6h₂o与urea（尿素）、edta（乙二胺四乙酸）以及eg（乙二醇）进行混合反应，并进行超声波溶解，转移至反应釜中，置于200℃真空烘箱中干燥36h后得到磁性粒子fe₃o₄，将其用乙醇、蒸馏水分别洗涤后移至离心管得最终产品。

2、将fe₃o₄与mof材料通过水热合成法制得fe₃o₄@mof复合材料。

3、利用x射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜及物理吸附仪对所合成材料的结构和组成进行表征。

4. 参考文献

[1] 王士伟， 金属有机骨架材料对污染物的吸附研究[d]. 2011.

[2] 何聿, 黄巧, 高佳, et al.金属有机骨架材料mof-235的合成及其对甲基橙吸附性能的研究[j].福州大学学报(自然科学版), 2017(05):113-118.

[3]anbiam, hoseini v, sheykhi s. sorption of methane, hydrogen and carbon dioxide onmetal-organic framework, iron terephthalate (mof-235)[j]. journal of industrial engineering chemistry, 2012, 18(3):1149-1152.

5. 计划与进度安排

1、2022年1月2日-2022年1月18日

查阅课题相关文献、学习软件、仪器操作

2、2022年1月20日-2022年2月25日