金属有机骨架材料的结构设计与制备 毕业答辩 - 图文(7)

2019-09-01 12:58

金属有机骨架材料的结构设计与制备

2.3.2X射线衍射(XRD)分析

300010.39 B1 B2 B3200012.428.181000B1B209B318272 theta

600010.60 B8 B7 B64000B612.4720008.28B80B7918272 theta

图2.4 样品B1、B2、B3、B6、B7、B8的XRD图

Fig 2.4 The XRD of Product B1、Product B2、Product B3 、Product B6、Product B7、Product B8

图B1、B2、B3表示不同摩尔比的金属盐和配体合成的物质的XRD图,从图中可以看出,在3~30°的范围内,有13个明显的峰,其中在8.18°;10.39°;12.42°处为它们的特征峰,从图不难看出B1、B2在10.39°处比B3强度更大,说明硝酸铬与

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咪唑的摩尔比在1:3与1:1合成MOFs比在3:1的条件下效果好。

图B6、B7、B8表示不同温度下合成的物质的XRD图,从图中可以看出,在3-30°的范围内,有13个明显的峰,其中在8.28°;10.60°;12.47°处为它们的特征峰,从图不难看出B6在10.60°处比B7、B8强度大许多,说明乙酸镍与咪唑合成MOFs时在75℃时比在100℃与140℃时更好些。 2.3.3 氮气吸附/脱附实验分析

实验用甲醇在70℃下回流48小时进行活化处理。

从氮气吸附/脱附实验得实验样品的各物性参数列于表2-5,以下各分析的有关参数依据均来自此处。

表2.5 实验各样品的物性参数

Table 2.5 Experimental physical parameters of the samples

样品名

多点BET比表面积(m2/g)

单点总孔容积(cc/g)

单点吸附总孔 容积(r<10A) (cc/g)

B3(硝酸铬与咪唑的摩尔比是3:1在100℃下合成)

B6(乙酸镍与咪唑1:1在75℃下合成) B9(乙酸锌与咪唑在75℃下合成)

11.414

0.003923

0.002237

6.9

9.270

0.004086

0.002787

8.8

132.357

0.067061

0.056408

10.1

单点平孔半径(nm)

由于前面的合成物质量都太少,做不了氮吸附,所以只做了三组氮吸附实验,从这三组样品可以看出硝酸铬与咪唑的摩尔比为3:1在100℃下合成的B3的孔比表面积更大些。

2.4实验总结

综上所有分析可以得出以下几种结论:

1.硝酸铬与咪唑配合比乙酸镍和乙酸锌与咪唑更容易合成MOFs,且它们的孔结构比表面积更大些。这是因为三价的铬比二价的锌和镍更容易与脱氢的咪唑氮原子配位。配位情况如图2.5[23]:

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NNNNZnNNNN图2.5 Zn的配位结构 Fig 2.5 Cry stal str ucture o f Zn

2.在活化过程中乙酸镍与咪唑合成的物质在甲醇中活化在升温过程中逐渐溶解了,一段时间后其成为无色溶液,说明用乙酸镍与咪唑合成的MOFs不稳定。之后尝试了用水活化,发现还是不行。实验过程中未找到合适的活化溶剂对合成的MOFs进行活化,使得孔表面积只有9.3m2/g。

3.从乙酸镍与咪唑在不同温度(75℃、100℃、140℃)合成的物质的XRD图可以看出其在75℃下合成MOFs更合适,因为其衍射峰在10°左右强度更大。

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致谢

大学四年的时间似乎在转瞬之间就匆匆过去,然而,在这个过程之中,做人和知识的收获让我受益匪浅。行将毕业之际,最终的论文是检验自己这四年以来各项能力锻炼成果的最有价值的途径。

我要感谢在这个过程中一直给我诚挚帮助的老师、学长和同学,没有大家一路的指导和陪伴,我的课题不可能获得现如今的的成果。

首先,我要感谢我的指导老师刘瑾教授。在这个课题之中,我曾遇到过多次瓶颈,面对过很多棘手的问题,每当这个时候,刘老师循循善诱的指导和不拘一格的思路给予我很大的启迪。刘老师对于科研工作的严谨性和科学性的态度也给我留下了极为深刻的印象,让我对于自己的科研工作究竟该怎样去展开有了更明确的认识。再次向我的指导老师给予诚挚的谢意和崇高的敬意。

再次,我要感谢西辅楼实验室的唐燕飞、梅生富、陈碧云等学长们。学长们渊博的学识以及对于实验室规范的严格要求给我留下了最起初的印象。在随后的课题探究中,学长们经常与我交流关于课题的话题,在交流之中,我进一步增加了自己对课题的理解。此外,正因为他们的帮助,一些装置仪器的学习和使用得以顺利的进行。

我还要感谢我的同学们。一直奋战在西辅楼实验室的王琪、曾少华、丁晓辉、蒋那、李文婷同学给我的帮助和支持。

最后,衷心地感谢为评阅本论文而付出宝贵时间和辛勤劳动的专家和教授们!

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