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作者：

汪毅婷

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摘要：

金属有机框架(Metal Organic Frameworks,MOFs)是近些年来发展起来的一种新型多孔材料,它是由金属离子和有机配体通过自组装形成的三维网状结构.由于MOFs的框架结构,孔径大小和孔径结构等都可以通过改变金属离子和有机配体进行调控,因此这种材料具有多孔,比表面积大,孔径大小,结构可调等特点,在气体的吸附与分离,催化,磁性,药物传递等方面具有潜在的应用价值. 由两种或者多种材料组成的复合材料由于其具有独特的异质结构而表现出比单组分更加出色的性质,因此在很多领域均被广泛应用:如气体传感器,催化等.结构上,MOFs材料既可作为制备复合材料的前驱物,也可作为其他功能材料的载体.因此,基于MOFs材料的复合材料的制备及应用近些年引起了众人的关注.在本论文中,我们通过热分解模板法,封装法及原位还原法等合成得到了Cu2O/CuO,Pt/HKUST-1和Pd/HKUST-1多种复合纳米材料,具体内容如下: (1)以Cu-MOF(HKUST-1)作为自牺牲模板,通过热分解得到具有不同形貌的多孔的Cu2O/CuO复合材料.研究表明,这种Cu2O/CuO复合材料是由Cu2O和CuO小晶体组成.将这种具有异质结构的Cu2O/CuO复合材料制成气体传感器,发现其气敏性能与他们的结构有很大的关系.对八面体的Cu2O/CuO复合材料来说,由于它具有最高的比表面积(150.3 m2·g-1),因而表现出最优的气敏性能(响应快,对乙醇敏感度高,选择性好);而性能最差的则是削角八面体的Cu2O/CuO,通过测试发现,它的比表面积仅为9.8m2·g-1,因而对乙醇具有很低的敏感度. (2)以HKUST-1作为载体模板,分别通过封装法和原位还原法制备得到形貌不同,贵金属含量不同的Pt/HKUST-1和Pd/HKUST-1复合材料.将制备的Pt/HKUST-1用于肉桂醛的选择性催化加氢反应时,发现具有八面体形貌的,Pt含量为2%的Pt/HK UST-1具有最优的催化性能.而Pd/HKUST-1做Suzuki偶联反应的催化剂时,Pd含量为5%的八面体Pd/HKUST-1的催化能力比立方体的Pd/HKUST-1及Pd含量较少的八面体Pd/HKUST-1复合材料的催化能力更强.

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关键词：

复合纳米材料 金属有机框架 热分解模板法 催化性能

学位级别：

硕士

学位年度：

2015