二維MOF材料的合成與應(yīng)用

2DMOF材料的制備與應(yīng)用PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

CONTENTS背景介紹012DMOF的應(yīng)用032DMOF的制備02PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

背景介紹背景介紹4金屬有機(jī)框架(MOF)是由金屬離子或團(tuán)簇與有機(jī)配體形成的1D，2D，3D結(jié)構(gòu)的配位聚合物。具有高孔隙率、低密度、大比表面積、孔道規(guī)則、孔徑可調(diào)以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多樣性和可裁剪性等優(yōu)點(diǎn)。2DMOF具有類似于其他2D材料的性質(zhì)，例如延展性、透光性、導(dǎo)電性，具有非常巨大的應(yīng)用前景。2DMOF合成的最為重要的就是在不影響其二維尺度生長(zhǎng)的情況下，抑制其第三個(gè)維度的生長(zhǎng)。Chem.Soc.Rev.,2018,47,6267--6295

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2DMOF的制備合成策略6Chem.Soc.Rev.,2018,47,6267--6295

Top-down超聲剝離凍干-融化剝離插入剝離化學(xué)剝離…Bottom-up界面合成三層合成表面活性劑輔助合成調(diào)節(jié)合成…Top-down：破壞層狀結(jié)構(gòu)MOF之間的范德華力、氫鍵或π-π堆疊等。只適用于層狀結(jié)構(gòu)的MOF。Bottom-up：限制垂直尺度的生長(zhǎng)。超聲剝離-Top-downsynthesis7Chem.Commun.,2010,46,3262–3264

(a)ThecoordinationenvironmentofCuin[Cu2Br(IN)2]ncrystals.(b)Structureofasingle-layer[Cu2Br(IN)2]nnanosheet.(c)Thestackingofthelayersalongtheaaxis.(d)AFMtopographyimageoftheexfoliated[Cu2Br(IN)2]nnanosheetsdepositedonHOPG

兩個(gè)毗鄰的Cu原子共同與一個(gè)Br配位，分別與異煙酸中的兩個(gè)O和一個(gè)N配位，形成層狀MOF。BrCu異煙酸（isonicotinicacid，HIN）超聲破壞[Cu2Br(IN)2]nMOF層之間的π-π作用力。層之間依靠異煙酸芳香環(huán)之間π-π相互作用堆疊而成。AFM表征顯示單層厚度為5±0.15?，

與單層MOF理論值相近。超聲剝離-Top-downsynthesis8Science346,1356-1359(2014).

苯并咪唑（Benzimidazole，BIM)

Zn離子與苯并咪唑形成層狀MOF球磨將MOF與甲醇和異丙醇的混合溶劑充分浸潤(rùn)，讓甲醇進(jìn)入到層狀MOF之間超聲時(shí)MOF解離成單層異丙醇的存在可以防止2DMOF的重新堆疊凍干-融化剝離-Top-downsynthesis9Naturecommunications8,14460(2017).Angew.Chem.Int.Ed.2007,46,2458–2462MAMS-1晶體粉末分散在己烷中。之后將溶液在液氮（~196℃）中冷凍，然后在熱水（80℃）中解凍。己烷在固態(tài)和液態(tài)之間的體積變化期間產(chǎn)生的剪切力施加于懸浮的MAMS-1晶體上，剝離成獨(dú)立的納米片納米片的厚度為約4nm，平均橫向尺寸為10.7mm，表明使用凍融剝離將MAMS-1晶體有效剝離成納米片。MAMS-1(Ni8(5-bbdc)6(μ3-OH)4)

bbdc插層/化學(xué)剝離-Top-downsynthesis10J.Am.Chem.Soc.2017,139,9136?9139CrystEngComm,2012,14,6129–6131

化學(xué)不穩(wěn)定的4,4-二吡啶基二硫化物(DPDS)嵌入層中，獲得新的嵌入的Zn2(PdTCPP)(DPDS)晶體DPDS與金屬節(jié)點(diǎn)的協(xié)調(diào)作用削弱了塊狀MOF的層間相互作用三甲基膦選擇性還原二硫鍵之后，將Zn2(PdTCPP)(DPDS)晶體剝離成單層獨(dú)立的MOF納米片獲得厚度為B1nm的MOF納米片，產(chǎn)率約為57％PPF-1界面合成-Bottom-upsynthesis11液液界面Naturecommunications6,7408(2015).金屬離子與配體分散在兩種互不相容的溶劑中，金屬與配體在界面處反應(yīng)，形成MOF通過調(diào)控金屬離子與配體的濃度來改變2DMOF的厚度。兩相中的金屬離子與配體在界面處相遇時(shí)開始形成2DMOF，之后金屬離子不斷被配體牽引到有機(jī)相中，2DMOF薄膜沿著界面向有機(jī)相一層生長(zhǎng)方法簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，但是所得的2DMOF往往較厚，有100nm。界面合成-Bottom-upsynthesis12液氣界面J.Am.Chem.Soc.2013,135,2462?2465BHT配體（六巰基苯）的乙酸乙酯溶液滴加到Ni(OAc)2水溶液表面，在乙酸乙酯揮發(fā)后，在水的表面處形成BHT薄層，在反應(yīng)2h后形成Ni-BHT納米片AFM表征結(jié)果證明合成的納米片只有幾納米厚，單層的納米片則只有0.6納米厚界面合成-Bottom-upsynthesis13液固界面NatureChemistry8,377(2016).液固界面逐層生長(zhǎng)法：在Au/Cr/Si基底先覆蓋一層4-巰基吡啶組裝成的自組裝單層膜，之后依次浸入含有Fe2+，[Pt(CN)4]2-的乙醇溶液，在室溫下循環(huán)30次。在每次循環(huán)中，形成一層納米片。單層膜基底種類與溫度，如吡啶配位和羧基配位，會(huì)影響納米片的生長(zhǎng)方向。三層合成-Bottom-upsynthesis14NatureMaterials14,48(2014).該合成介質(zhì)由DMF與乙腈按不同配比垂直排列配制的三層液體組成。頂層含有更多的乙腈，而底層含有更多的DMF。Cu(NO3)2溶于上層，BDC配體溶于底層。這兩層由含有等量DMF和乙腈的中間層隔開。當(dāng)Cu2+和BDC配體緩慢擴(kuò)散到中間層時(shí)，MOF納米片開始生長(zhǎng)。生成的2DMOF納米片沉淀出來。SEM與AFM表明其厚度在5-25nm左右。表面活性劑輔助合成-Bottom-upsynthesis15Adv.Mater.2015,27,7372–7378表面活性劑輔助合成法：表面活性劑由于可以選擇性地粘附在納米晶體的特殊小平面上，

目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于控制納米晶體的生長(zhǎng)。

這種表面活性劑輔助的合成方法方便、靈活，為在液相中自下而上合成2D層狀MOFs納米片的難題提供了很好的解決辦法，

同時(shí)可以用來設(shè)計(jì)和合成其它功能配體的超薄MOFs納米片。以TCPP作為有機(jī)配體,以Zn、Cu、Fe和Co作為節(jié)點(diǎn)，通過表面活性劑分子PVP粘附在MOFs表面,致使MOFs各向異性生長(zhǎng),最終形成了一系列厚度低于10nm的超薄2DMOFs納米片。調(diào)節(jié)合成-Bottom-upsynthesis16Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,4739–4743Science339,193-196(2013).一些小分子(如乙酸、吡啶)也被用于制備MOF納米片。這些分子也被稱為調(diào)節(jié)劑，與有機(jī)連接劑具有相同的官能團(tuán)，與金屬節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)配合，調(diào)節(jié)MOFs的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)。更重要的是，某些晶體平面上的調(diào)制劑選擇性配位會(huì)阻礙MOFs沿某個(gè)方向的生長(zhǎng)，導(dǎo)致不同形貌的MOFs出現(xiàn)各向異性生長(zhǎng)，包括納米晶、納米棒和納米片等Cu離子與對(duì)苯二甲酸和吡啶混合形成MOF材料([Cu2(BDC)2(BPY)]n)，通過調(diào)節(jié)加入乙酸的量調(diào)控框架尺寸，可以得到不同尺寸的2DMOF。PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

2DMOF的應(yīng)用18電池Adv.Mater.2017,29,1702829利用熱剝的2DMOF晶體的結(jié)構(gòu)與孔道優(yōu)勢(shì)，將其熱解得到多層類石墨烯堆疊結(jié)構(gòu)。具有高孔隙的二維片層結(jié)構(gòu)和高極性的孔壁。多孔極性可以吸引多硫化物，同時(shí)確保電子和離子可以自由轉(zhuǎn)移，從而使氧化還原反應(yīng)能夠可逆進(jìn)行。19電催化NatureEnergy1,16184(2016).超聲制備了NiCo雙金屬原子的2DMOF