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Fe3O4/金属-有机框架复合材料合成及应用的研究进展

2022-06-07冯思思武恩喜白羽婷

山西大学学报(自然科学版) 2022年2期
关键词:复合材料

冯思思,武恩喜,白羽婷

(1.山西大学 化学生物学与分子工程教育部重点实验室 分子科学研究所,山西 太原 030006;2.山西大学 化学化工学院,山西 太原 030006)

0 引言

金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)材料,又被称为多孔配位聚合物(PCPs),是一种具有多孔结构的骨架材料,由金属离子或团簇与有机配体通过配位键结合而形成。MOFs材料由于其结构的可设计性和高度周期性以及高孔隙率、大比表面积等微观特性而成为材料学科的重要研究课题。组成MOFs材料的金属离子和有机配体种类十分丰富,通过选择不同的金属中心、有机配体和合成方法,可以设计合成具有不同结构和精确孔径的MOFs材料[1-3],使其获得相应的理化性能,满足生产应用的需要。目前,国内外已有大量将MOFs材料应用于光催化、传感、环境修复等领域的研究报道[4-6]。

然而,单一MOFs材料仍普遍存在一些问题,这些问题在一定程度上限制了其应用潜力的发挥。首先,一些MOFs材料化学稳定性差,在酸性或潮湿条件下框架容易塌陷;其次,常规方法合成的MOFs为粉末状态,机械强度弱。有报道提出将MOFs与一系列功能材料结合,既可以保留MOFs材料的优良性能,又能改善其缺点[7]。目前,常把MOFs与量子点、金属纳米颗粒、石墨烯、多孔二氧化硅纳米球或磁性纳米粒子(magnetic nanoparticles,MNPs)等功能材料结合。其中,由 MNPs和MOFs材料结合而成的磁性框架复合(Magnetic framework composites,MFCs)材料赋予MOFs材料易分离、可定位的特性,引起许多学者的关注[8-15]。

与单一MOFs材料相较,MFCs材料具有以下优势:(1)MFCs表现出增强的化学稳定性[16];(2)MFCs材料通过外加磁场定向移动,可以轻松实现样品分离,无需过滤、离心等费时、高成本操作,亦可应用于体内靶向释放药物;……

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