目錄 前言 第1章 金屬有機骨架材料概述 1 1.1 金屬有機骨架材料分類 2 1.1.1 IRMOF系列材料 3 1.1.2 HKUST系列材料 3 1.1.3 MIL系列材料 3 1.1.4 ZIF系列材料 4 1.1.5 UiO系列材料 4 1.1.6 PCN系列材料 4 1.1.7 CPL系列材料 5 1.2 金屬有機骨架材料制備 5 1.2.1 水熱/溶劑熱合成法 5 1.2.2 微波和超聲合成法 6 1.2.3 離子熱和電化學(xué)合成法 6 1.2.4 機械合成法 6 1.3 MOFs改性與活化方法 7 1.3.1 官能團修飾 7 1.3.2 金屬摻雜 9 1.3.3 活化不飽和金屬位點 9 1.4 金屬有機骨架材料衍生材料制備 10 1.4.1 多孔碳材料 11 1.4.2 金屬基化合物 12 1.4.3 金屬/金屬化合物和碳復(fù)合材料 12 1.5 小結(jié)與展望 13 參考文獻 14 第2章 金屬有機骨架材料的性質(zhì)與表征方法 18 2.1 金屬有機骨架材料的形貌與結(jié)構(gòu) 18 2.2 金屬有機骨架材料的特點 24 2.3 金屬有機骨架材料的表征方法 26 2.3.1 X射線衍射 26 2.3.2 傅里葉變換紅外光譜 27 2.3.3 拉曼光譜 29 2.3.4 X射線光電子能譜 29 2.3.5 熱重分析 30 2.3.6 Zeta電位 33 2.4 小結(jié)與展望 34 參考文獻 35 第3章 MOFs吸附去除水體中污染物的應(yīng)用 41 3.1 改性MOFs材料 42 3.1.1 金屬元素摻雜MOFs材料 42 3.1.2 官能團修飾MOFs材料 48 3.1.3 碳化MOFs衍生物 51 3.2 MOFs復(fù)合材料 56 3.2.1 MOFs/金屬網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料 56 3.2.2 MOFs/木頭復(fù)合材料 58 3.2.3 MOFs/氣凝膠復(fù)合材料 61 3.2.4 MOFs/聚合物膜復(fù)合材料 65 3.3 單因素條件下對MOFs材料吸附性能的影響研究 68 3.3.1 溶液pH的影響 69 3.3.2 溶液溫度的影響 70 3.3.3 共存離子的影響 71 3.3.4 溶解性有機質(zhì)的影響 73 3.4 多因素條件下對MOFs材料吸附性能的影響研究 75 3.4.1 方法選擇與多因素條件選取 75 3.4.2 MOFs材料吸附結(jié)果分析 76 3.5 MOFs材料吸附去除水體中污染物的機理分析 79 3.5.1 靜電相互作用 80 3.5.2 氫鍵 80 3.5.3 π-π相互作用 81 3.5.4 酸堿相互作用 82 3.5.5 疏水相互作用 83 3.6 MOFs材料穩(wěn)定性及循環(huán)利用性 84 3.6.1 穩(wěn)定性評估 84 3.6.2 循環(huán)利用性評估 86 3.7 小結(jié)與展望 87 參考文獻 88 第4章 MOFs光催化去除水體中污染物的應(yīng)用 99 4.1 光催化機理 100 4.1.1 實驗裝置 101 4.1.2 MOFs能帶結(jié)構(gòu)確定 102 4.1.3 光致發(fā)光 105 4.1.4 瞬態(tài)光電流響應(yīng) 106 4.1.5 電化學(xué)阻抗譜 106 4.2 MOFs基光催化劑的構(gòu)建 107 4.2.1 形貌/尺寸調(diào)節(jié) 108 4.2.2 官能團修飾 110 4.2.3 金屬摻雜 111 4.2.4 與半導(dǎo)體材料結(jié)合 113 4.2.5 染料光敏化 120 4.2.6 金屬納米粒子負載 121 4.2.7 碳基材料修飾 122 4.3 MOFs衍生光催化劑的構(gòu)建 124 4.3.1 多孔碳材料 125 4.3.2 金屬基化合物 125 4.3.3 金屬/金屬化合物和碳的復(fù)合材料 132 4.4 基于MOFs的光催化體系對污染物的降解行為 133 4.4.1 光-臭氧體系 133 4.4.2 光-芬頓體系 135 4.4.3 光-過硫酸鹽體系 138 4.5 小結(jié)與展望 142 參考文獻 142 第5章 MOFs光電催化去除水體中污染物的應(yīng)用 152 5.1 光電催化原理 154 5.2 MOFs材料在光電催化中的作用 156 5.2.1 提高光利用效率 156 5.2.2 提升載流子分離效率 159 5.2.3 提高電荷注入效率 160 5.2.4 優(yōu)化光電極結(jié)構(gòu) 161 5.3 MOFs基光電極的構(gòu)造策略 163 5.3.1 涂覆材料 164 5.3.2 生長材料 167 5.3.3 基體演化 169 5.4 MOFs基光電極對污染物的降解行為 171 5.4.1 MIL系列 172 5.4.2 ZIF系列 177 5.4.3 UiO系列 181 5.4.4 PCN系列 182 5.5 MOFs基光電極的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和可重復(fù)使用性 183 5.5.1 MOFs基光電極的穩(wěn)定性 183 5.5.2 MOFs基光電極的重現(xiàn)性 185 5.5.3 MOFs基光電極的可重復(fù)使用性 185 5.6 小結(jié)與展望 186 參考文獻 188 第6章 MOFs活化過硫酸鹽去除水體中污染物的應(yīng)用 200 6.1 單體MOFs活化過硫酸鹽去除水體中污染物 201 6.1.1 MIL系列活化過硫酸鹽的應(yīng)用 201 6.1.2 ZIF系列活化過硫酸鹽的應(yīng)用 203 6.1.3 雙金屬基MOFs活化過硫酸鹽的應(yīng)用 205 6.2 MOFs復(fù)合材料活化過硫酸鹽去除水體中污染物 210 6.2.1 金屬氧化物修飾型MOFs的應(yīng)用 210 6.2.2 非金屬材料修飾型MOFs的應(yīng)用 212 6.3 MOFs的衍生材料活化過硫酸鹽去除水體中污染物 217 6.3.1 MOFs衍生的金屬復(fù)合物的應(yīng)用 217 6.3.2 MOFs衍生的金屬/C納米復(fù)合材料的應(yīng)用 224 6.3.3 MOFs衍生碳材料的應(yīng)用 232 6.4 MOFs材料活化過硫酸鹽的機理 237 6.4.1 自由基途徑 237 6.4.2 非自由基途徑 239 6.5 MOFs基材料在SR-AOPs處理中的穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性 240 6.6 小結(jié)與展望 242 參考文獻 244 第7章 MOFs基類芬頓反應(yīng)去除水體中污染物的應(yīng)用 258 7.1 MOFs基類芬頓反應(yīng)去除水體中污染物的反應(yīng)機理 259 7.2 單體MOFs基類芬頓反應(yīng)去除水體中污染物 260 7.2.1 鐵基MOFs材料類芬頓反應(yīng) 260 7.2.2 其他單金屬基MOFs材料類芬頓反應(yīng) 266 7.2.3 雙金屬基MOFs材料類芬頓反應(yīng) 268 7.3 改性MOFs基類芬頓反應(yīng)去除水體中污染物 270 7.3.1 金屬元素修飾型MOFs基類芬頓反應(yīng) 270 7.3.2 金屬氧化物修飾型MOFs基類芬頓反應(yīng) 273 7.3.3 非金屬材料修飾型MOFs基類芬頓反應(yīng) 275 7.4 MOFs衍生物基類芬頓反應(yīng)去除水體中污染物 278 7.4.1 MOFs衍生金屬氧化物基類芬頓反應(yīng) 278 7.4.2 MOFs衍生金屬/C復(fù)合物基類芬頓反應(yīng) 285 7.5 MOFs基類芬頓反應(yīng)的影響因素 289 7.5.1 原始pH對MOFs基類芬頓反應(yīng)的影響 289 7.5.2 H2O2對MOFs基類芬頓反應(yīng)的影響 290 7.5.3 其他因素對MOFs基類芬頓反應(yīng)的影響 291 7.6 MOFs基類芬頓催化劑的穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性 292 7.7 小結(jié)與展望 294 參考文獻 295 第8章 MOFs材料在健康領(lǐng)域的應(yīng)用 313 8.1 MOFs材料在腫瘤治療領(lǐng)域的應(yīng)用 314 8.1.1 MOFs用于腫瘤光療法 315 8.1.2 MOFs用于腫瘤化學(xué)動力學(xué)療法 318 8.1.3 MOFs用于腫瘤聲動力學(xué)療法 320 8.1.4 MOFs用于腫瘤治療藥物載體 322 8.2 MOFs材料在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的應(yīng)用 323 8.2.1 MOFs用于熒光成像 325 8.2.2 MOFs用于光聲成像 326 8.2.3 MOFs用于磁共振成像 327 8.2.4 MOFs用于計算機斷層成像 328 8.2.5 MOFs用于正電子發(fā)射斷層成像 329 8.3 MOFs材料在抗菌領(lǐng)域的應(yīng)用 330 8.3.1 MOFs的金屬離子/活性位點作為抗菌劑 332 8.3.2 MOFs的有機配體作為抗菌劑 334 8.3.3 MOFs作為抗菌物質(zhì)載體 335 8.3.4 MOFs光催化抗菌 337 8.4 小結(jié)與展望 339 參考文獻 341