《MOFs材料介紹》課件

探索MOFs世界MOFs——令人矚目的新型材料，探索新時(shí)代的可能性。什么是MOFs材料定義MOFs是由有機(jī)配體和無(wú)機(jī)金屬離子通過(guò)配位鍵連接在一起組成的晶體結(jié)構(gòu)狀物質(zhì)。起源20世紀(jì)末，由于石油資源短缺，科學(xué)家們開(kāi)始探索一種新型材料，從而發(fā)現(xiàn)了MOFs。優(yōu)勢(shì)MOFs的比表面積高，具有高度的孔隙度和可調(diào)性，這些特點(diǎn)使它成為實(shí)現(xiàn)分離、催化、儲(chǔ)能等方面的優(yōu)良材料。MOFs的制備方法無(wú)機(jī)金屬離子挑選合適的金屬離子，供給MOFs構(gòu)建的骨架。有機(jī)配體有機(jī)配體由氧、氮、碳、硫等原子組成，是MOFs材料的骨架。組裝過(guò)程有機(jī)配體和無(wú)機(jī)金屬離子在一定的溶劑體系中，通過(guò)配位鍵進(jìn)行自組裝和自聚合形成MOFs。MOFs的晶體結(jié)構(gòu)1拓?fù)湫訫OFs的晶體結(jié)構(gòu)是由有機(jī)配體的類型、連接方式、金屬離子的氧化態(tài)構(gòu)成，不同的搭配形成不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。2孔結(jié)構(gòu)MOFs的開(kāi)放孔口結(jié)構(gòu)有助于分子的進(jìn)出，是它成為分離、儲(chǔ)氣、儲(chǔ)能方面優(yōu)良材料的原因之一。3包封性晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的MOFs材料可作為藥物載體等。目前很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MOFs可以作為新型搭載載體。MOFs的多樣性和可調(diào)性1多樣性材料多樣性使MOFs適用于不同領(lǐng)域。通過(guò)引入新的有機(jī)配體和金屬離子，可以制備出多種結(jié)構(gòu)樣式的MOFs材料。2可調(diào)性MOFs材料的孔和結(jié)構(gòu)可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)配體和金屬離子實(shí)現(xiàn)調(diào)控，使材料的性質(zhì)得以優(yōu)化和提升。3靈活性材料的空間和孔隙大小、形狀等都是可以通過(guò)調(diào)整骨架材料以及配體的不同選擇而調(diào)控。這種靈活性使得MOFs材料更加具有工程化應(yīng)用前景。MOFs在氣體吸附與分離中的應(yīng)用空氣凈化利用MOFs材料強(qiáng)大的吸附性能，可以高效去除污染物，如PM2.5、苯等。CO2吸附MOFs可以選擇性吸附CO2，對(duì)減少溫室氣體排放具有重要意義。氣體分離MOFs具有選擇性分離氣體的特性，因此在空氣分離、工業(yè)氣體分離等方面擁有廣闊的應(yīng)用前景。MOFs在催化劑中的應(yīng)用催化反應(yīng)MOFs材料可以作為不同種類催化劑配合劑使用，促進(jìn)各種化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，較其他催化劑有明顯優(yōu)勢(shì)。催化活性MOFs材料具有較大的比表面積和酸堿性等特性，因此比傳統(tǒng)催化劑具有活性更高的優(yōu)勢(shì)。工業(yè)應(yīng)用MOFs材料在石油、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，得到了越來(lái)越多的關(guān)注和研究。MOFs在能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用1氫氣儲(chǔ)存MOFs具有很高的氫氣儲(chǔ)存能力和再現(xiàn)性，適用于氫氣汽車等領(lǐng)域。2光催化MOFs在光催化和電催化方面的應(yīng)用日趨廣泛，因此在工業(yè)和環(huán)境治理上有著廣泛的應(yīng)用。3電池材料MOFs可做為電解液的添加劑，對(duì)提高電池效能的穩(wěn)定性、增強(qiáng)儲(chǔ)能密度和容量等方面擁有重要作用。MOFs材料的前景與挑戰(zhàn)1未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)MOFs在各領(lǐng)域中的應(yīng)用前景巨大。未來(lái)趨勢(shì)之一是基于MOFs材料的晶態(tài)和孔態(tài)的可控性，開(kāi)發(fā)出更加優(yōu)化的材料。2面臨的挑戰(zhàn)但MOFs材料的開(kāi)發(fā)研究存在一定的挑戰(zhàn)，比如MOFs材料的合成過(guò)程難度較大，還需要進(jìn)一步厘清