表面活性剂在MOF制备中的应用

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,表面活性剂在合成介孔MOF中的作用,大纲,一、概念介绍,二、,离子液体/超临界CO,2,/表面活性剂体系合成介孔,/微孔体系MOF纳米球,三、,以表面活性剂为结构导向剂在离子液体中合成,介孔MOF板,四、总结,一、概念介绍,微孔MOF（孔径2nm）：微孔吸附性能在气体分离及,催化方面有极大优势。,介孔MOF（孔径在25nm）：利于物质传输及气体扩,散。,离子液体,组成：有机阳离子+无机阴离子,优点：零蒸汽压、无毒。,热稳定性好，化学稳定性好。,对有机无机物质均有较高溶解度。,可取代有机溶剂,作反应溶剂！,超临界状态,超临界状态：,温度、压力处于临界点以上,工作一：离子液体/超临界CO,2,/表面活性剂体系合成介孔/微孔体系MOF纳米球,表面活性剂,N-EtFOSA,离子液体,TMGA,反应原料,Zn(NO,3,),2,6H,2,O,和H,2,BDC,（苯二甲酸）,通入CO,2,压力：16.8MPa,反应物,48h,收集,沉淀,乙醇洗涤,数次,SEM,TEM,80,产品结构与形貌SEM/TEM,有序介孔,纳米球直径,：80nm,介孔直径：,3nm,壁厚,：,2.5nm,小角X射线散射SAXS,有序结构,N,2,吸附脱附等温曲线,迟滞环：介孔结构,微孔结构,B-J-H孔分布,介孔孔径：集中于3.6nm,微孔孔径：集中于0.7nm,以上分析结果表明了,介孔/微孔结构的存在,反应机制：,表面活性剂自组装,成柱状胶束,Zn,2+,与BDC,沉积,除去离子液体、,CO,2,、,表面活性剂,工作二：以表面活性剂为结构导向剂在 离子液体中合成介孔MOF板,实验目的：1、研究表面活性剂在介孔材料形成中,的作用。,2、研究表面活性剂浓度对MOF形貌,的影响,实验步骤：以N-EtFOSA(氟虫氨)为表面活性剂，TMGT（1,1,3,3-四甲基胍）为离子液体，Cu,2+,与BTC,3-,（苯三酸）,离子在30,下反应，得到产物Cu,3,(BTC),2,(H,2,O),3,.xH,2,O。,产物结构与形貌分析,如下图（a）(b)分别为表面活性剂百分含量为2wt%时,产物的SEM图和TEM图。,可以看出，所得产物为直径6080nm的圆盘晶体。,下图（c）（d）为产物的高倍TEM图，可以看出纳米圆盘上存在孔径约24nm的介孔,图2,吸附曲线：处于,型与 型之间。B-J-H：介孔孔径集中 分布于2.5nm,N,2,吸附脱附等温线及B-J-H孔分布分析,表面活性剂浓度对产物MOF形貌的影响,上图：2wt%球形,右图上：0.05wt%六角形,右图下：5wt%方形,影响很大！,表面活性剂含量对介孔/微孔表面积之比的影响,1、随表面活性剂含 量的增加，,S,meso,/S,micro,变大。,2、对比试验：不加 表面活性剂时，无介孔结构出现。,以上结果表明，,表面活性剂在介孔结构的,形成过程中起到重要作用,作用机理,：,1、表面活性剂作介孔形成的模板。,2、表面活性剂选择吸附在MOF平板上，作结构导向剂。,总结,表面活性剂在水热合成介孔/微孔体系MOF过程中起重要作用：一方面作介孔/微孔的模板剂，另一方面作结构导向剂。,表面活性剂浓度对MOF形貌结构有重要影响！,THANKS!,