【摘 要】
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作为一类新型多孔材料,金属有机骨架（MOFs）具有多孔性、大的比表面积和可设计的结构等独特的性能,使它在气体分离和储存、催化、传感、能量储存和转化等领域表现出潜在的应用。微/纳米花是是由纳米片有序组装形成的花状微/纳米级颗粒。在分层的微/纳米尺寸结构中,微/纳米花材料被认为是比较合适的颗粒形貌之一。因为微/纳米花中的纳米片表面完全暴露在外,使它有更大的表面积和方便电荷传输等优点,所以微/纳米花材料
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作为一类新型多孔材料,金属有机骨架（MOFs）具有多孔性、大的比表面积和可设计的结构等独特的性能,使它在气体分离和储存、催化、传感、能量储存和转化等领域表现出潜在的应用。微/纳米花是是由纳米片有序组装形成的花状微/纳米级颗粒。在分层的微/纳米尺寸结构中,微/纳米花材料被认为是比较合适的颗粒形貌之一。因为微/纳米花中的纳米片表面完全暴露在外,使它有更大的表面积和方便电荷传输等优点,所以微/纳米花材料在传感、催化、分析科学等领域有着很好的应用前景。MOFs微/纳米花材料将金属有机骨架和微/纳米花结构两者结合起来,其性能更加优越。目前关于MOFs微/纳米花材料的报道很少,已制备出的微/纳米花材料主要是由无机盐和金属氧化物组成。纳米片转变成微/纳米花是一个自组装过程,当满足组装的实验条件时,纳米片是有可能组装成微/纳米花的。本论文利用了超声喷雾法将NiCo-MOFs纳米片成功组装成了微米花。实验过程中,金属前驱体溶液被超声波雾化成小液滴,喷向有机配体溶液表面,在其表面晶体倾向于水平方向生长,生成二维纳米片。得到的这些纳米片集中在雾状小液滴周围,使得它们可能会进一步地发生交叉叠加。我们改变了金属前驱体的种类、金属前驱体和有机配体的浓度、两种金属前驱体的物质的量比例,最终在合适的实验条件下,这些纳米片成功组装成了微米花。我们利用SEM、EDS、EDS-Mapping、FT-IR、XRD和TG测试技术分别对微米花的形貌、组成、晶体结构、热稳定性进行了表征和分析。实验结果表明微米花是由光滑表面的纳米片有序组装而成的分层结构,形貌规整、单分散性与热稳定性良好,具有NiCo-MOFs的晶体结构。随后,将合成出的NiCo-MOFs微米花作为催化剂,用于催化还原对硝基苯酚（4-NP）,采用紫外-可见光吸收光谱（UV-vis）对反应进行了实时监测,其表现出了良好的催化性能。为了和NiCo-MOFs微米花形貌的催化性能做对比,本论文利用溶剂热法制备了块状NiCo-MOFs,用于催化还原4-NP。通过比较这两者不同形貌NiCo-MOFs催化还原4-NP的反应动力学数据,得知微米花的催化活性明显高于块状,这可能是由于微米花中的纳米片有更多的表面暴露在外和厚度尺寸更小。相比于传统法制备MOFs,超声喷雾法是一种易行、可控的方法,它已广泛应用于工业生产中,我们的研究表明,它是一种制备MOFs微米花有效、工业化的方法,为进一步的应用奠定了基础。
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