研究目的
开发一种制备具有明确海绵状结构的低维纳米MOFs及纳米颗粒/MOF杂化材料的方法,并研究其在苯酚清除中的应用。
研究成果
该研究成功开发出一种简便方法,通过在氨水中协同蚀刻与还原作用制备出具有海绵状结构的Cu2O/Cu3(BTC)2复合材料。所制得的CuOx催化剂因晶粒尺寸小且分散性好,在苯酚去除方面表现出高效性能,优于其他铜基材料。该方法为环境应用中功能纳米颗粒/MOF复合材料的理性设计提供了新途径。
研究不足
该方法以Cu3(BTC)2为概念验证进行展示;其适用于其他金属有机框架材料取决于氧化还原电位的匹配。蚀刻与还原过程需要在狭窄的pH范围(10-11)内进行精确控制,且快速蚀刻可能阻碍还原反应。该复合物在工业应用中的稳定性和可扩展性尚未得到充分论证。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用pH值受限(10-11)的NH3·H2O溶液进行化学蚀刻与还原处理,将块状Cu3(BTC)2塑造成纳米结构。该方法利用蚀刻与还原的协同效应形成Cu2O/Cu3(BTC)2复合物,无需控制晶体生长动力学。
2:样品选择与数据来源:
块状Cu3(BTC)2前驱体通过水热法,以Cu(NO3)2·3H2O和H3BTC为原料合成。蚀刻样品(CuBTC-NH3-n和CuBTC-NaOH-n)是将前驱体置于不同pH值的NH3·H2O或NaOH溶液中制备而成。
3:实验设备与材料清单:
材料包括乙醇、硝酸铜、1,3,5-苯三甲酸(H3BTC)、过二硫酸钾(PDS)、氨水(NH3·H2O)、氢氧化钠(NaOH)和5,5-二甲基-1-吡咯烷N-氧化物(DMPO)。设备包括高压釜、离心机、干燥箱、退火炉及多种表征仪器。
4:实验流程与操作步骤:
块状Cu3(BTC)2经水热法制备后,在特定pH值的NH3·H2O或NaOH溶液中蚀刻3分钟。产物经离心、洗涤、干燥后于350°C退火形成CuOx衍生物。通过向苯酚溶液中添加催化剂与PDS进行苯酚去除测试,并随时间分析样品。
5:数据分析方法:
表征手段包括XRD、FTIR、SEM、TEM、TG-DSC、EPR和HPLC。数据分析涉及计算苯酚去除效率与速率常数,并解读光谱与显微数据以理解材料特性。
独家科研数据包,助您复现前沿成果,加速创新突破
获取完整内容-
XRD
Miniflex600
Rigaku
Determine crystal structures of samples
暂无现货
预约到货通知
-
FTIR spectrometer
Cary 630
Agilent
Record infrared spectra
暂无现货
预约到货通知
-
TEM
Tecnai G2 F20
FEI
Measure morphology, size, and structure of samples
-
EPR instrument
E500
Bruker
Conduct electron paramagnetic resonance measurements
暂无现货
预约到货通知
-
HPLC system
1200
Agilent
Analyze residual concentration of phenol
暂无现货
预约到货通知
-
TG-DSC analyzer
TG-DSC/SDTA 851
Mettler Toledo
Perform thermogravimetric-differential scanning calorimetry analysis
暂无现货
预约到货通知
-
SEM
XL30
PhiliPDS
Measure morphology, size, and structure of samples
暂无现货
预约到货通知
-
Autoclave
Used for hydrothermal synthesis of Cu3(BTC)2 precursor
暂无现货
预约到货通知
-
Centrifuge
Separate and wash precipitates
暂无现货
预约到货通知
-
Furnace
Annealing of samples to form CuOx derivatives
暂无现货
预约到货通知
-
登录查看剩余8件设备及参数对照表
查看全部