1、納米尺度金屬-有機骨架材料(Metal-Organic Frameworks，MOFs)是一類通過有機配體和金屬化合物反應形成的一種具有特殊性質的骨架材料。此類材料由于其本身具有比表面積大、高孔性、孔隙可調等優(yōu)點而得到廣泛關注研究。這類納米尺度多孔材料被應用于氣體存儲、吸附和選擇性分離、催化、分子傳感以及有機染料的吸附與分離等諸多領域。但是多孔材料的傳統(tǒng)合成方法往往需要克服反應時間長、高溫和高壓等缺點，不僅操作過程繁瑣，而且也造成了能源

2、的極度浪費。本論文旨在通過微波、超聲、超聲擴散等快速制備方法快速合成骨架類多孔材料，并探索用骨架材料作為模板快速合成其他多孔性質的材料的方法。
　　溶劑擴散法、低壓蒸汽法、傳統(tǒng)水熱法和溶劑熱法等都是傳統(tǒng)制備金屬-有機骨架甚至納米級的金屬-有機骨架材料的方法，但是使用這些傳統(tǒng)方法來制備納米尺度的金屬有機骨架材料的晶體，其需要較長的反應時間，以及很慢的結晶速率和較低的結晶率。為了更加簡單、快捷、高效率的制備出納米尺度的MOFs晶體，人

3、們不斷的開發(fā)出新的制備方法，目前常用的方法有超聲合成法和微波法等，著兩種方法不僅可以快速高效的制備我們所需的納米尺度的MOFs材料，而且可以通過改變反應的條件來達到改變晶體形貌和尺寸的目的，著為以后制備出可控尺寸和形貌以及其他結構的MOFs材料奠定了基礎。
　　本論文主要介紹了以膨脹石墨(Expanded Graphite，簡稱EG)和MOFs材料本身作為模板，輔助水熱合成法快速制備了納米級的、大小均勻的MOFs材料，具有簡便和環(huán)

4、境友好等特點。并且進一步制備了基于MOFs的磁性復合材料，并研究了該材料在有機染料吸附方面的應用。本論文研究內容如下:
　　1.與MOFs材料傳統(tǒng)的合成方法相比，我們以EG為模板，輔助水熱法設計合成MIL-101(Cr)晶體材料，可以大大縮短反應時間。在材料的表征方面我們應用了X射線粉末衍射儀、比表面及孔隙分析儀、掃描電子顯微鏡以及投射電子顯微鏡等分析設備，分別對這種方法所制備的MIL-101(Cr)晶體材料的晶形結構、比表面積、

5、孔隙結構以及其外觀形貌等重要參數(shù)進行分析表征，研究模板導向劑EG的添加量對MIL-101(Cr)形貌結構、孔隙性質和比表面積等性質的影響，經過多組的對比試驗，最終總結出制備MIL-101(Cr)材料所需的最佳合成條件。這種模板合成法由于EG的加入，可以加快晶核生成速度，使MIL-101(Cr)能夠快速生長成八面體形狀，從而得以快速制備。
　　2.EG作為模板的模板法雖可以大大縮短反應時間，但是制備出的MIL-101(Cr)晶體清洗

6、結束后依然殘留極少量的EG晶體，而模板法的主要反應機理就是加速晶體的生成速率，以這種反應機理為出發(fā)點，為了快速制備出更加純凈的MIL-101(Cr)，我們直接加入MIL-101(Cr)晶體作為晶種，輔助水熱法設計合成MIL-101(Cr)晶體材料，同樣可以大大縮短反應時間。我們應用X射線粉末衍射儀(PXRD)表征材料的晶形結構，用比表面及孔隙分析儀(BET)來表征所制備材料的孔隙特征，用掃描電子顯微鏡(SEM)來表征其外觀形貌特征等，并

7、通過多組的對比試驗來研究MIL-101(Cr)作為晶種的添加量對所制備的MIL-101(Cr)晶體結構和孔性質等性能的影響，并總結出此方法制備MIL-101(Cr)材料所需的最優(yōu)工藝條件。
　　3.MIL-101(Cr)作為種具有高比表面積的MOF材料，對有機污染物具有很強的吸附性能，但是很難對其進行分離。本文中我們利用殼聚糖包覆納米Fe3O4和MIL-101(Cr)成功制備出一種磁性納米復合材料，我們命名為CS/Fe3O4/MI