表面活性剂在MOF制备中的应用.pptx

大纲大纲一、概念介绍二、离子液体/超临界CO2/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、总结第1页/共21页一、概念介绍一、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。第2页/共21页离子液体离子液体组成：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！第3页/共21页超临界状态超临界状态超临界状态：温度、压力处于临界点以上第4页/共21页工作一：离子液体工作一：离子液体/超临界超临界COCO2 2/表面活表面活性剂体系合成介孔性剂体系合成介孔/微孔体系微孔体系MOFMOF纳米纳米球球表面活性剂N-EtFOSA离子液体TMGA反应原料Zn(NO3)26H2O和H2BDC（苯二甲酸）通入CO2压力：16.8MPa第5页/共21页反应物48h收集沉淀乙醇洗涤数次SEMTEM80第6页/共21页产品结构与形貌产品结构与形貌SEM/TEMSEM/TEM有序介孔纳米球直径：80nm80nm介孔直径：3nm3nm壁厚：2.5nm2.5nm第7页/共21页小角小角X X射线散射射线散射SAXSSAXS有序结构第8页/共21页N N2 2吸附脱附等温曲线吸附脱附等温曲线迟滞环：介孔结构微孔结构第9页/共21页B-J-HB-J-H孔分布孔分布介孔孔径：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/微孔结构的存在第10页/共21页反应机制：反应机制：表面活性剂自组装成柱状胶束Zn2+与BDC沉积 除去离子液体、CO2、表面活性剂第11页/共21页工作二：以表面活性剂为结构导向剂在工作二：以表面活性剂为结构导向剂在 离子液体中合成介孔离子液体中合成介孔MOFMOF板板实验目的：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，Cu2+与BTC3-（苯三酸）离子在30下反应，得到产物Cu3(BTC)2(H2O)3.xH2O。第12页/共21页产物结构与形貌分析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。第13页/共21页下图（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的介孔第14页/共21页图2吸附曲线：处于型与 型之间。B-J-H：介孔孔径集中 分布于2.5nmN N2 2吸附脱附等温线及B-J-HB-J-H孔分布分析第15页/共21页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！第16页/共21页表面活性剂含量对介孔表面活性剂含量对介孔/微孔表面积之比的影响微孔表面积之比的影响表面活性剂含量表面活性剂含量wt%Smeso/Smicro0.050.330.20.380.50.851、随表面活性剂含 量的增加，Smeso/Smicro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第17页/共21页作用机理作用机理：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。第18页/共21页总结总结 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！第19页/共21页第20页/共21页感谢您的观看。第21页/共21页