MOFs热解行为及其热解产物的光热性能研究
金属有机骨架材料（Metal Organic Frameworks，MOFs）是指金属离子或金属离子簇和一种或几种有机小分子，以配位键的相互作用形成的多孔的晶体材料。由于大多数MOFs材料具有有序的孔结构，且可以同时提供碳源、模板和金属元素，因此，以MOFs材料作为前驱体直接热解可以得到形貌丰富的炭材料。本课题目的是通过选取不同构型的MOFs材料作为前驱体，系统的研究MOFs材料的热解过程，进而设计制备具有结构和组成可控的纳米炭结构。本文选定了三种构型的MOFs材料为研究对象，分别是以锌-联苯二甲酸-腺嘌呤(Zn-bpdc-ad)为代表的团簇基MOFs，以锌-对苯二甲酸-乳酸(Zn-BDC-lac)为代表的棒状堆叠MOFs和以钴-（3-羟基-2-吡啶甲酸）-异烟酸(Co-pico-ina)为代表的层柱状MOFs。首先利用漫反射红外光谱(DRIFT)以及热重质谱联用(TG-MS)对三种MOFs的热解过程进行了原位研究，发现三种不同构型的MOFs在热解的过程中，MOFs晶体中分子间和分子内的各类化学键强度存在显著差异，所以MOFs各级结构的热解过程也存在先后顺序。最后将具有不同形貌结构的炭化产物作为光热材料进行了测试并计算了光热转换效率，同时测试了这两系列样品的各种孔结构数据，分析了影响炭材料光热转换效率的因素。其中Zn-bpdc-ad的热解产物在700℃时光热转换效率最大，为45.77％;Zn-BDC-lac的热解产物在800℃时光热转换效率最大，为39.19％。
纳米炭结构;制备工艺;金属有机骨架材料;热解行为;光热性能
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
宋怀河
2021
中文
TB34
2021-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）