ZIFs衍生的纳米材料的制备及在催化反应中的应用任务书

 2021-11-25 22:09:41

1. 毕业设计（论文）主要内容：

沸石咪唑酯骨架（ZIFs）作为金属有机框架（MOFs）是由金属离子和有机配体组装而成。ZIFs 是具有类似于沸石的四面体网络结构多孔晶体材料：过渡金属（Zn，Co）取代四面体配位原子（例如，Si），咪唑酯键替代氧桥。ZIFs 是一类热门的材料，不仅仅是由于其自身的优异性能用于各种各样的应用，如气体储存，催化，分离，传感等等。ZIFs 材料是由金属中心提供的过渡金属（如 Co、Zn），以及由配体提供的 C、N、H 这些元素构成。因此我们若将ZIFs 材料材料进行高温热处理，则其中大部分 C、N、H 元素组成会变成对应的气体热解掉，从而形成碳/或含氮的键，以及形成由碳/或氮包裹的金属纳米颗粒或金属氧化物纳米颗粒。因此，ZIFs是一种优异的前驱和牺牲模板，若将热解之后的金属成分刻蚀来则能够制得碳材料，或者氮掺杂的碳材料，若保留金属成分则可以得制备各种各样的基于过渡金属的材料，这些材料都拥有巨大的潜在应用。本论文的主要研究工作是合成以 ZIFs材料为前驱模板的衍生的多孔纳米材料，将其用于多种催化反应中，并探究其催化性能与结构和成分的关系。

设计（论文）主要内容:

1．文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系；

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2. 毕业设计（论文）主要任务及要求

1．查阅不少于15篇相关文献资料，其中近5年英文文献不少于3篇，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响，完成开题报告；
2．完成不少于5000字的英文文献翻译；
3．具体要做的工作：1）结合前期工作以及现有知识，尝试设计新配体或者双配体，与单金属或者双金属形成新型MOFs。

2）通过对MOFs改性或者与其他物质复合以提高MOFs性能，并应于吸附、分离和催化领域 3）利用红外光谱（FI-IR）、透射电子显微镜（TEM）、粉末X射线衍射（PXRD）和核磁共振（NMR）等测试方法对MOFs进行表征，可以更加快捷地了解MOFs的结构和性质。

总结国内外相关研究概况和发展趋势，总结选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响，分析实验数据，撰写毕业论文，字数不少于1.2万字。

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3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。

明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。

确定技术方案，并完成开题报告。

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4. 主要参考文献

1) Kui Zhou, Somboon Chaemchuen*, Metal-Organic Framework as Catalyst in Esterification of Oleic Acid for Biodiesel Production, International Journal of Environmental Science and Development, 2017, Vol.8 (4), DOI: 10.18178/ijesd.2017.8.4.957
2) BibimaryamMousavi, Somboon Chaemchuen, SuphotPhatanasri, Cheng Chen, Cheng Zeng, Rakesh Ganguly, Serge Zhuiykov, Francis Verpoort, Selective cyclodimerization of epichlorohydrin to dioxane derivatives over MOFs, Arabian Journal of Chemistry, DOI: 10.1016/j.arabjc.2017.09.011
3) Zhixiong Luo, Somboon Chaemchuen, Kui Zhou, Francis Verpoort, Ring-Opening Polymerization of L-Lactide to Cyclic Poly(Lactide) by Zeolitic Imidazole Framework-8 Catalyst, ChemSusChem, 2017, Vol.10 (21), 4135-4139. DOI: 10.1002/cssc.201701438.
4) BibimaryamMousavi, Somboon Chaemchuen, BehroozMoosavi, Kui Zhou, MekhmanYusubov, Francis Verpoort, CO2 Cycloaddition to Epoxides by using M-DABCO Metal–Organic Frameworks and the Influence of the Synthetic Method on Catalytic Reactivity, ChemistryOpen, 20147, Vol.6, 674-680.
5) Adriano Zanon, Somboon Chaemchuen, BibimaryamMousavia, Francis Verpoort, 1 Zn-doped ZIF-67 as catalyst for the CO2 fixation into cyclic carbonates, Journal of CO2 Utilization, 2017, Vol.20, 282-291. DOI: 10.1016/j.jcou.2017.05.026.
6) Adriano Zanon, Somboon Chaemchuen, Francis Verpoort,Zn@ZIF-67 as Catalysts for theKnoevenagel Condensation of Aldehyde Derivatives with Malononitrile, Catal. Lett., 2017, Vol.147, 2410-2420. DOI: 10.1007/s10562-017-2153-y.
7) Zhixiong Luo, Somboon Chaemchuen, Kui Zhou, Andres Alvarado Gonzalez, Francis Verpoorta, Influence of lactic acid on the catalytic performance of MDABCO for ringopeningpolymerization of L-lactide, Appl. Catal. A., 2017, Vol. 546, 15-21. DOI: 10.1016/j.apcata.2017.08.007

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