导　　师： 周小平;李丹

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 汕头大学

摘　　要： 金属有机框架（MOFs）由于其精致的化学结构、丰富的多样性以及广阔的应用潜力,在近二十年一直是广受关注的明星材料。MOFs的后合成修饰（PSM）在MOF材料合成方法中占重要地位，其提供了增强MOF材料功能的能力。在本工作中，我们致力于获得对PSM内涵更细致深入的理解，以及发展调整MOFs的结构和性质的策略。　　本工作选择了含醛基的ZIF-90作为证明我们假设的母体MOF。我们提出了空间差异化的PSM策略。这个策略是利用主客体尺寸相对大小关系造成的空间效应影响PSM反应的结果。当客体尺寸和主体孔道窗口相当，其扩散到主体内部将会受到很大的传质阻力。在这种情况下整个PSM反应将是从MOF的外层向内核的依次过程。这提供了一个简单而灵活的制备核壳结构MOF材料的方法。我们考察了ZIF-90和氨基十八烷的反应历程，证实烷基优先占据晶体外层的位置。我们还设计了两组控制变量实验，分别测试主体（不同颗粒大小的ZIF-90）和客体（不同链长的烷基伯胺）的尺寸效应，为这个策略提供了更充分的证据。　　应用上述策略，我们选择性地烷基化ZIF-90外层部分，以增强其疏水能力。使用1%、5%和10%这样低比例的氨基十八烷的修饰，就能够使得ZIF-90的性能发生跳跃性变化。通过调整胺的量，还可以在加强ZIF-90疏水能力和保持其气体吸附分离能力的之间的取舍中进行精确微调。1%的修饰比例使得晶体外表面从亲水变为疏水，水接触角高达130°。5%的修饰比例使其获得在100℃水环境条件下的稳定性。同时，晶体内部的孔道得到了较好的保护，仅仅是孔道体积和水吸附容量部分地缓慢地下降。通过吸附实验和理想吸附溶液理论（IAST）计算，修饰后的材料的CO2/N2和CH4/N2的吸附分离能力得到大程度保持。　　我们通过使用过量高浓度的长链烷基�

关 键 词： 金属有机框架 后合成修饰 核壳结构 晶相转变

领　　域： []