金属有机骨架（MOF）衍生物的制备及其催化应用

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1、分类号：ＴＱ０３１学校代码：１０６９７密级：公开学号：２０１５３１５２１ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ士专业字位论ＸＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒ金属有机骨架（ＭＯＦ）衍生物的制备及其催化应用学科名称：化学工程专业学位类别：专业颂士作者：褚慧敏指导老师：段ｓ民教授西北大学学位评定委员会二〇一八年ThePreparationofMetal-OrganicFramework(MO

2、F)DerivativesandTheirCatalyticApplicationsAthesissubmittedtoNorthwestUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinChemicalEngineeringByHuiminChuSupervisor:JunfengHuiProfessorBaominDuanProfessorJune2018摘要金属有机骨架材料（Metal-OrganicFramework，简

3、称MOF）是由无机或有机配体和金属离子或金属团簇通过配位键自组装形成周期性的、网络结构的、多孔性的晶体材料。MOF材料凭借其大的比表面积、高孔隙率、结构可调等特殊的物理化学性质，在气体吸附分离、催化、生物载药等领域引起了研究者的广泛关注。此外，基于MOF材料为模版可以得到不同MOF衍生物材料，如多孔碳材料、金属和金属氧化物材料、MOF高分子复合材料，在传感、药物缓释、导电、催化等领域表现出优异的性能。本文以MOF为模版制备MOF衍生物材料为研究对象，并探究其在催化领域的应用。论文的主要研究内容如下：1、通过高温法处

4、理多组分MOF（Zn-Co-ZIF），得到了具有Co和CoO纳米粒子的多组分MOF（Zn-Co-ZIF）衍生物。经过形貌、结构表征和催化活性分析，Zn1Co1-ZIF衍生物不仅具有较好的形貌、好的稳定性和最多数量的纳米粒子，而且也有较高的环氧苯乙烷选择性（约为70%），苯乙烯转化率高达99%。2、通过超声法，合成了新型的CuSIP配位化合物。实验结果表明：CuSIP配位化合物不能保持Cu-SIP-3的晶体顺序，但是可以在配位化合物表面裸露多的磺酸基官能团。在苯甲醛缩合反应中，不同的催化剂均有不同的表现，其中超声时间

5、7分钟具有最多的官能团。关键词：金属有机骨架材料，金属有机骨架衍生物材料，苯乙烯环氧化反应，苯甲醛缩合反应，转化率，选择性IABSTRACTMetal-OrganicFramework(abbreviatedasMOF)isaperiodic,network-structured,porouscrystallinematerialformedbythecoordinationofinorganicororganicligandsandmetalionsormetalclustersthroughcoordinati

6、onbonds.Duetoitsspecialphysicalandchemicalpropertiessuchaslargespecificsurfacearea,highporosityandadjustablestructure,MOFmaterialshaveattractedextensiveattentionfromresearchersintheareasofgasadsorption,separation,catalysis,andbiologicaldrugdelivery.Inaddition,

7、MOFmaterialsbasedonthetemplatecanbeobtaineddifferentMOFmaterialderivatives,suchasporouscarbonmaterials,metalandmetaloxidematerials,MOFpolymercomposites,inthesensing,drugrelease,conductivity,catalysisandotherfieldsshowedexcellentperformance.ThisarticleusesMOFma

8、terialsasaresearchobjecttoexploreitsapplicationinthefieldofcatalysis.Themainresearchcontentsofthepaperareasfollows:1.AmulticomponentMOF(Zn-Co-ZIF)derivativewithCoandCoOnanoparticle