绿色钙基金属有机框架材料的制备与结构研究【开题报告】
【开题报告】类分子筛型有机金属框架材料的制备和结构研究
开题报告应用化学类分子筛型有机金属框架材料的制备和结构研究一、选题的背景与意义材料是人类生活的物质基础，与能源、信息并列为现代科学技术的三大支柱.自MOFs材料成为研究热点以来，各研究小组在对不同的构件分子进行组合构建新的MOFs晶体方面的工作富有成效，极大地丰富了络合聚合物的结构数据，但这种材料最引人注目的特性—孔及表面性质的可调控性及其对其各种应用特性，如分子识别、择形催化、择形吸附、渗流特性等所能带来的影响方面的研究还不够。
研究构件分子结构对其聚集体结构及相关性能的影响规律，以期达到设计并合成具有预定的结构、组成、性质与功能的材料一直是材料制备与设计领域的挑战。
利用有机分子与金属离子间的vander Waals力、氢键和金属—配体络合作用组装形成—有机金属框架新材料(MOFs)，已成为通过分子设计成就材料功能的途径。
[1,3]借用生物大分子，如蛋白质、核酸的空间结构层次的相关概念，可将金属—有机骨架的结构层次分为构件分子、一级结构(即构件分子的连接方式)、二级结构等层次。
有机金属框架的构件分子为金属离子(簇)和有机配体；维系MOFs构件分子与金属离子间的作用力有vander Waals力、氢键和金属—配体络合作用，这使得MOFs稳定性一般较沸石低。
但YaghiOM及其同事的工作”’已证明稳定MOFs 可通过设计和运用在合成过程中结构完整性和刚性均保持不变构件分子来实现。
因此多采用苯多羧酸类、环烷烃多羧酸类、大环类多齿有机配体，通过金属—配体螯合作用成为合成稳定MOFs成为一种被广泛运用的策略，可在一定程度保持这类材料孔度的持久稳定性和避免在没有客体分子情况下的骨架塌陷。
人们对类分子筛型框架有极大的兴趣是由于它的四面体节点独特的结构和内在联系的无数孔隙系统的应用潜力。
[4.7]然而，应用范围受限于如何构造复杂的具有超大空腔/ 接口和/或间歇性框架内有机功能团的类分子筛框架。
8当前对MOFs构件分子的设计、构建稳定多孔的新MOFs方面进行了卓有成效的工作，极大地丰富了络合聚合物的结构数据。
化学开题报告答辩演讲稿
化学开题报告答辩演讲稿尊敬的评委老师、亲爱的同学们：大家好！首先感谢各位评委老师能够抽出宝贵的时间来参与我的化学开题报告答辩，也感谢同学们的到场支持。
我今天的演讲题目是关于化学方面的研究课题，接下来我将向大家介绍我的研究内容、研究意义以及预期结果。
我的研究课题是关于“金属-有机框架材料（MOFs）的合成及应用”。
首先，我想给大家解释一下什么是金属-有机框架材料。
金属-有机框架材料是由金属离子和有机配体相互结合形成的一类晶体材料。
它们具有高度可控的结构和组分，且可以在化学上进行可逆调控。
因此，金属-有机框架材料在许多领域具有广泛的应用前景，如气体吸附、分离纯化、催化反应等。
本次研究的目的是合成一种新型的金属-有机框架材料，并探索其在催化性能上的应用。
研究采用了有机合成化学和固体材料化学的综合手段。
首先，我们通过简单的合成方法，合成了一种新型的有机配体，具有多个官能团。
然后，将这种新型有机配体与金属离子进行反应，通过配位作用形成了金属-有机框架材料。
为了优化合成条件，我们进行了反应条件的调控，包括温度、溶剂、反应时间等因素。
通过这些改变，我们可以得到不同结构和性能特点的金属-有机框架材料。
接下来，我们对合成的金属-有机框架材料进行了详细的表征和分析。
首先，采用X射线衍射技术确定了材料的晶体结构。
然后，通过热重分析、傅里叶红外光谱等手段对材料的热稳定性和化学结构进行了表征。
最后，我们利用扫描电子显微镜对材料的形貌和微观结构进行了观察。
在材料合成和表征的基础上，我们进一步探索了金属-有机框架材料在催化性能上的应用。
我们选择了一种常见的催化反应作为研究对象，并将合成的金属-有机框架材料应用于该反应中。
我们考察了不同条件下催化反应的效果，并优化了反应条件，提高了反应的转化率和选择性。
通过以上的实验结果和数据分析，我们得出了一些初步的结论。
首先，我们成功地合成了一种新型的金属-有机框架材料，并确定了其晶体结构和化学组成。
【文献综述】类钙钛矿型金属有机框架材料的制备与结构研究
文献综述应用化学类钙钛矿型金属有机框架材料的制备与结构研究1. 金属有机框架（MOFs）的概述金属有机框架材料是一类由金属离子与含氧、氮等的多齿有机配体(大多数是芳香多酸)自组装形成的微孔网络结构的配位聚合物。
按配体的不同,可分为羧酸类配合物、含氮杂环类配体聚合物、混合配体类配合物、有机膦配体构筑的配位聚合物等[1-2]。
MOFs材料的结构特点主要有:①多孔性与孔形状的多样性。
②比表面积大。
③结构的多样性。
④金属配位的不饱和性。
有机和无机化合物相结合而形成的金属有机框架在构筑模式上不同于传统的多孔材料(如沸石和活炭)，它通过配体的几何构型控制网格的结构，利用有机桥联单元与金属离子组装得到可预测几何结构的固体，而这些固体又可体现出预想的功能[3]。
与传统的分子筛磷酸铝体系相比，MOFs具有产率较高、微孔尺寸和形状可调、结构和功能变化多样的特点，另外，与碳纳米结构和其它无序的多孔材料相比，MOFs具有高度有序的结晶态，可以为实验和理论计算研究提供简单的模型，从而有助于提高对于气体吸附作用的理解。
2.金属有机框架（MOFs）的合成目前, 人们设计与组装手性多孔金属有机材料主要有以下一些方法: (1) 利用配体的不对称性, 同金属离子组装获得手性的多孔金属有机框架材料, 但该化合物在宏观上没有光学活性(单个的晶体除外)；(2) 以消旋的手性配体为构筑块, 在同金属离子自组装过程中通过发生自我拆分来获得手性的多孔金属有机框架材料；(3)以光学活性的配体为构筑块, 同金属离子组装获得单一手性金属有机多孔材料[4]。
具体的实验方法有水热，溶剂热和溶剂扩散法等。
扩散方法条件比较温和,易获得高质量的单晶用于结构分析,但是比较耗时,而且要求反应物的溶解性要比较好,室温下能溶解。
溶剂热生长技术具有晶体生长完美、设备简单、节省能量等优点,从而成为近年来使用的热点。
有研究表明,合成的方法不同得到的MOFs的性能有可能不一样。
结构设计开题报告
结构设计开题报告结构设计开题报告「篇一」选题依据：1.国内外有关的研究动态建设工组织设计作为指导建设全过程各项活动的技术经济的纲领性文件，是建设技术与建设项目管理有机结合的产物，它是工程开工后建设活动能有序、高效、科学合理地进行的保证。
60年代我们的`建设组织措施采用的苏联的管理模式，随着我国的经济的增长，我们建筑业的发展，我们的建设项目管理也不断的更科学，70到80年代建设组织设计在我国全面的推广，经过我们不断的实践、探索、研究，使之我们现在的建设组织更科学更协调，经济上更合理建筑建设组织设计必须扩大深度和范围，对设计图纸的合理性和经济性做出评估，实现设计和建设技术的一体化。
建设企业要建立建设组织设计总结与工法制度，扩大技术积累，加快技术转化，使新的技术成果在建设组织设计中得到应用。
现阶段国内外建设组织学科的发展特点是广泛利用数学方法、网络技术和计算技术等定量性方法，对整个工程的建设进行工期、成本、质量的控制，以达到工期短、质量好和成本低的目标。
目前已是知识经济时代，信息技术在工程项目中已起到越来越大的作用，建筑建设企业应大力发展与运用信息技术，重视高新技术的移植和利用，拓宽智力资源的传播渠道，全面改进传统的编制方法，使信息在生产力诸要素中起到核心的作用，逐步实现建设信息自动化、建设作业机器化、建设技术模块化和系统化，以产生更大的经济效益，增强建筑建设企业的竞争力，从而使企业能在日益激烈的竞争中获得更好的生存环境。
2.理论及实际意义在此工程设计中，建设组织设计的意义体现在：它是指导建设全过程各项活动的技术经济的纲领性文件;它是该工程开工前后建设活动能有序、高效、科学合理地进行的保证;它体现了建设企业管理水平，建设技术水平，机械设备装备能力。
毕业设计(论文)的主要内容及可能的创新点1 工程概况2 建设总体部署2.1 建设组织机构2.2 建设部署2.3 建设工艺流程3 建设准备及建设总平面布置3.1 建设准备3.2 建设总平面布置4 主要分部分项工程建设方法4.1 建设测量4.2 土方工程4.3 结构工程4.4 砌筑工程4.5 装饰工程4.6脚手架工程5 质量保证措施6 现场环境保护措施7 季节性建设措施完成研究内容的技术路线或研究方法首先熟悉工程概况以及周围的各种环境，然后根据场地的大小和出入路线合理布置场地的临时设施和仓库的位置，由着方便、安全的原则合理布置平面。
金属有机框架材料的制备与应用
金属有机框架材料的制备与应用
金属有机框架材料（MOF）是一种新型的多孔材料，具有良好的物理和化学特性，被广泛应用于气体吸附、分离、储存、催化、传感等领域。
MOF以金属离子
或簇作为节点，有机配体作为连接桥构建而成，具有巨大的表面积和可调控的孔径结构，独特的结构和性能使其具有十分广阔的应用前景。
制备 MOF 材料的方法主要有两种：溶剂热法和水热法。
溶剂热法是指将金属
盐和有机配体混合于适量的溶剂中，在高温下反应形成晶体。
这种方法制备出的MOF 易于控制质量，但需要耗费大量的溶剂和能源。
水热法则是将金属盐和有机
配体混合于水中，在高温高压下快速反应形成晶体。
这种方法制备出的 MOF 可以
大规模生产，具有更低的成本，但质量和晶体结构的控制难度较高。
应用方面，MOF 主要应用于气体的吸附和分离。
MOF 的独特孔道结构可以调
控孔径大小和化学亲和性，使其可以对特定气体进行选择性吸附和分离。
例如，MOF 可以有效吸附二氧化碳、氨气和甲醛等污染物，将其从空气中分离出来。
此外，MOF 还可以应用于储氢、催化剂和传感器等领域。
近年来，MOF 在环保、新能源等领域的应用愈发广泛。
随着科技的不断发展，MOF 的制备方法和应用领域将会不断升级和拓展。
绿色钙基金属有机框架材料的制备与结构研究【开题报告】
绿色钙基金属有机框架材料的制备与结构研究【开题报告】开题报告应用化学绿色钙基金属有机框架材料的制备与结构研究一、选题的背景与意义金属有机框架（MOFs）材料是由含氧或氮的有机配体与过渡金属连接而形成的网状骨架结构，具有特殊的拓扑结构、内部排列的规则性以及特定尺寸和形状的孔道。
但在化学性质上，MOFs 不同于无机分子筛，其孔道是由金属和有机组分共同构成的，对有机分子和有机反应具有更大的活性和选择性。
而且，制备MOFs 的金属离子和有机配体的选择范围非常大，可以根据所需材料的性能，如孔道的尺寸和形状等，选择适宜的金属离子以及具有特定官能团和形状的有机配体。
MOFs 主要是通过金属离子和有机配体自组装的方式，由金属或金属簇作为顶点，通过刚性的或半刚性的有机配体连接而成。
由配位基团包裹金属离子而形成的小的结构单元称为次级结构单元（Secondary Building Unit,SBU）。
在MOFs 合成中，利用羧酸与金属离子的键合，将金属离子包裹在M- O- C 形成的SBU 结构的中心，这样有利于骨架的延伸以及结构的稳定。
另外电荷平衡对MOFs 的合理构造是很重要的。
金属离子为阳离子，必须引入阴离子来中和所有电荷，使生成的骨架成中性。
金属有机骨架(MOFs)是由含氧、氮等的多齿有机配体(大多是芳香多酸和多碱)与过渡金属离子自组装而成的配位聚合物。
早在20世纪90年代中期,第一类MOFs就被合成出来,但其孔隙率和化学稳定性都不高。
因此,科学家开始研究新型的阳离子、阴离子以及中性的配位体形成的配位聚合物。
目前,已经有大量的金属有机骨架材料被合成,主要是以含羧基有机阴离子配体为主,或与含氮杂环有机中性配体共同使用。
这些金属有机骨架中多数都具有高的孔隙率和好的化学稳定性。
由于能控制孔的结构并且比表面积大,MOFs比其它的多孔材料有更广泛的应用前景,如吸附分离、催化剂、磁性材料和光学材料等。
另外,MOFs作为一种超低密度多孔材料,在存储大量的甲烷和氢等燃料气方面有很大的潜力,将为下一代交通工具提供方便的能源。
金属有机框架材料的绿色合成
金属有机框架材料的绿色合成张彦星1,吴一楠1,2,李风亭1,2(1.同济大学环境科学与工程学院,上海200092;2.上海污染控制与生态安全研究院)摘要:金属有机框架化合物(Metal-organic frameworks,简称MOFs)是由金属离子(或簇)与有机配体配位并经由自组装而形成的一类多孔材料[1]。
MOFs 具有极其发达的孔道结构,比表面积和孔容远超其他多孔材料。
有机/无机杂化这一特点也赋予了MOFs 其他材料(例如沸石、活性炭等)所不具备的无限结构功能可调性[2]。
此外,MOFs 具有移除客体分子而主体框架完好保持的持久孔道或孔穴,这使得MOFs 具有超乎寻常的化学及物理稳定性。
正是基于以上这些特点,MOFs 在许多领域有着丰富的应用[3-4],例如催化[5]、H 2储存[6]、CO 2捕集[7]、药物运输[8]、污染物吸附[9]、生物医学成像[10]等方面。
MOFs 的商业化探索成为了目前的热点。
MOFs 的很多应用都与可持续发展及“绿色材料”有关,但MOFs 本身的合成过程也需要考虑可持续性和环境影响。
金属有机化学所面临的环境挑战是独特的,因为它将金属离子、有机配体的危害联系在一起,且合成过程大多需要大量能耗。
主要介绍了金属有机框架材料的绿色可持续合成,主要分为4个方面:1)使用更安全或生物相容性的配体;2)使用更绿色、低成本的金属源;3)绿色溶剂的开发;4)无溶剂合成法。
关键词:金属有机框架化合物;多孔材料;绿色合成中图分类号:O611文献标识码:A文章编号:1006-4990(2021)02-0017-07Synthesis of metal organic frameworks materialZhang Yanxing 1,Wu Yinan 1,2,Li Fengting 1,2(1.College of Environmental Science and Engineering ,Tongji University ,Shanghai 200092,China ;2.Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security )Abstract :Metal⁃organic frameworks (MOFs )are a class of porous materials formed by self⁃assembly of metal ions (or clus⁃ters )with organic ligands [1]MOFs have extremely developed pore structure ,and their specific surface area and pore volume are far superior to other porous materials.The feature of organic/inorganic hybridization has also given infinite structural and functional tunability to MOFs that other materials (such as zeolite and activated carbon ,etc.)do not possess [2].In addition ,MOFs have persistent pores and cavitation that remove the guest molecules while the host framework remains intact ,which makes MOFs exceptionally chemically and physically stable.Based on these characteristics ,MOFs have many applications in many fields [3-4],such as catalysis [5],H 2storage [6],CO 2capture [7],drug delivery [8],pollutants adsorption [9],biomedical imaging [10]and so on.The commercialization of MOFs has become a hot spot.Many applications of MOFs are related to sustainable development and “green materials ”,but the synthesis process of MOFs itself also needs to consider sustainability and environ⁃mental impacts.The environmental challenges facing metal organic chemistry are unique because they link the hazards of metal ions and organic ligands ,and most of the synthesis process requires a lot of energy.This review mainly introduces the green and sustainable synthesis of metal⁃organic framework materials ,which are mainly divided into four aspects :1)using safer orbiocompatible ligands ;2)using greener ,low⁃cost metal sources;3)development of green solvents ;4)solvent⁃free synthesis.Key words :metal organic frameworks ;porous materials ;green synthesis全球对可持续技术的需求推动了新型材料和工艺的开发,这些材料和工艺可以改进传统材料和工艺的不足,同时将环境、社会和经济成本降至较低水平[11]。
金属有机框架材料的合成与性质研究报告
金属有机框架材料的合成与性质研究报告一、引言金属有机框架材料（MetalOrganic Frameworks，简称 MOFs）是一类由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键自组装形成的具有周期性网络结构的晶态多孔材料。
由于其具有高比表面积、可调的孔径大小和形状、多样化的结构和功能等特点，在气体储存与分离、催化、药物传递、传感等领域展现出了巨大的应用潜力，因此近年来成为了材料科学领域的研究热点之一。
二、金属有机框架材料的合成方法（一）溶剂热法溶剂热法是合成 MOFs 最常用的方法之一。
将金属盐、有机配体和溶剂放入密封的反应容器中，在一定温度下反应一段时间，使金属离子和有机配体通过配位键自组装形成 MOFs 晶体。
该方法的优点是反应条件温和、产物结晶度高，但反应时间较长，且需要严格控制反应条件。
（二）水热法水热法与溶剂热法类似，只是以水作为反应溶剂。
水热法具有操作简单、成本低等优点，但由于水的极性较大，可能会影响产物的结构和性能。
（三）微波辅助合成法微波辅助合成法是利用微波辐射来加速反应进程。
微波能够快速均匀地加热反应体系，大大缩短反应时间，提高反应效率。
但该方法需要特殊的微波反应设备，且对反应条件的控制要求较高。
（四）电化学合成法电化学合成法是通过在电极表面施加电场，使金属离子和有机配体在电极表面发生氧化还原反应，从而形成 MOFs 薄膜或纳米结构。
这种方法可以实现对产物形貌和结构的精确控制，但适用范围相对较窄。
三、金属有机框架材料的性质（一）孔隙率和比表面积MOFs 具有极高的孔隙率和比表面积，这使得它们能够吸附大量的气体分子和小分子物质。
孔隙率和比表面积的大小取决于 MOFs 的结构和组成，可以通过改变金属离子、有机配体以及合成条件来进行调控。
（二）孔径大小和形状MOFs 的孔径大小和形状可以在纳米尺度上进行精确调控，这使得它们能够选择性地吸附和分离不同大小和形状的分子。
例如，具有合适孔径的 MOFs 可以用于分离甲烷和二氧化碳、氢气和氮气等气体混合物。
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开题报告
应用化学
绿色钙基金属有机框架材料的制备与结构研究
一、选题的背景与意义
金属有机框架（MOFs）材料是由含氧或氮的有机配体与过渡金属连接而形成的网状骨架结构，具有特殊的拓扑结构、内部排列的规则性以及特定尺寸和形状的孔道。
但在化学性质上，MOFs 不同于无机分子筛，其孔道是由金属和有机组分共同构成的，对有机分子和有机反应具有更大的活性和选择性。
而且，制备MOFs 的金属离子和有机配体的选择范围非常大，可以根据所需材料的性能，如孔道的尺寸和形状等，选择适宜的金属离子以及具有特定官能团和形状的有机配体。
MOFs 主要是通过金属离子和有机配体自组装的方式，由金属或金属簇作为顶点，通过刚性的或半刚性的有机配体连接而成。
由配位基团包裹金属离子而形成的小的结构单元称为次级结构单元（Secondary Building Unit,SBU）。
在MOFs 合成中，利用羧酸与金属离子的键合，将金属离子包裹在M- O- C 形成的SBU 结构的中心，这样有利于骨架的延伸以及结构的稳定。
另外电荷平衡对MOFs 的合理构造是很重要的。
金属离子为阳离子，必须引入阴离子来中和所有电荷，使生成的骨架成中性。
金属有机骨架(MOFs)是由含氧、氮等的多齿有机配体(大多是芳香多酸和多碱)与过渡金属离子自组装而成的配位聚合物。
早在20世纪90年代中期,第一类MOFs就被合成出来,但其孔隙率和化学稳定性都不高。
因此,科学家开始研究新型的阳离子、阴离子以及中性的配位体形成的配位聚合物。
目前,已经有大量的金属有机骨架材料被合成,主要是以含羧基有机阴离子配体为主,或与含氮杂环有机中性配体共同使用。
这些金属有机骨架中多数都具有高的孔隙率和好的化学稳定性。
由于能控制孔的结构并且比表面积大,MOFs比其它的多孔材料有更广泛的应用前景,如吸附分离、催化剂、磁性材料和光学材料等。
另外,MOFs作为一种超低密度多孔材料,在存储大量的甲烷和氢等燃料气方面有很大的潜力,将为下一代交通工具提供方便的能源。
钙作为人体组成所必须元素，对人体的无污染、绿色的。
本课题旨在利用钙作为基础，以及羧酸类配体作为辅助手段，与金属离子组装成具有新颖结构的金属配位聚合物。
通过改变辅助配体的长度、刚柔性，以及调节反应条件等手段来控制化合物的结构，最终制备出有应用前景的新型多孔配位聚合物材料。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：
宁波大学本科毕业设计（论文）系列表格
探索钙基金属有机框架材料的合成方法，研究反应物比例、反应温度、溶剂、pH 值、反应时间等因素对产物的影响。
培养化合物单晶，用于X-射线衍射结构分析，并进行光谱表征和热稳定性测试，对其谱图数据有着准确的分析说明。
主要问题在于合成物质的反应温度，和反应量的控制上，以及得到反应产物的产率和产物的稳定性上。
三、研究的方法与技术路线：
溶剂热法MOFs的合成,一般是将反应物与有机胺、去离子水、乙醇和甲醇等溶剂混合,放入密封容器如带有聚四氟衬里的不锈钢反应器或玻璃试管中加热,温度一般100—200℃,在自生压力下反应。
本实验利用金属钙盐和芳香羧酸配体进行溶剂热配合反应，合成大型的多孔金属有机材料。
再分别对新制备的框架材料进行元素分析和红外光谱等谱学表征，热重和差热稳定性能分析，X-射线粉末衍射和X-射线单晶结构分析。
比较各种产物的性能，找出最佳产物的合成路线。
四、研究的总体安排与进度：
2010年10月－2010年11月：查阅相关文献、确定研究课题。
2010年11月－2010年12月：书写任务书、翻译与本课题相关的两篇英文文献，写文献综述和开图报告进行开题。
2010年12月－2011年3 月：对本课题进行实验，得到相关的数据进行记录。
2011年4 月－2011年5月：进行论文的书写和修改。
2011年5月－2011年6月：论文答辩。
五、主要参考文献：
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