金属有机骨架材料及其应用研究进展开题报告

1. 研究目的与意义

作为一种新型的材料，首例mofs被合成出来后一直都是研究的热点，而材料中金属离子中心的不断变化、有机配体的修饰以及配位方式的不断发展，已经使得mofs材料的种类不断扩充到如今的2万多种，在过去几十年里，不断的有新型的mofs材料被研究出来，并且在众多领域如药物载体、气体的吸附与分离、液体的吸附与分离、电催化、传感等方面有着重要的应用。

但在如绿色催化、药物载体、储能等的研究领域还是属于起步阶段，距离大力推广使用还有一段距离，所以仍然需要对mofs材料在各个领域中不断探索和研究。

以金属有机骨架材料为主要研究对象，通过总结mofs材料在电催化、气相与液相的吸附与分离、光电磁传感、药物载体等方面的应用研究，进而总结出mofs材料在有机配体、金属离子中心、复合材料方面可进行的优化，为拓展mofs材料在以上领域中可应用的结构，提高性能提供了研究思路。

2. 课题关键问题和重难点

课题的关键问题是要大量查找有关金属有机骨架材料应用研究的文献综述，有足够的文献观点可以支撑结论。

课题难点是在查找的大量文献综述中，金属有机骨架(MOFs)是一种以金属或簇合物与有机配合物结合而成的无机-有机杂化型分子内孔隙结构物质，因为金属和有机配体之间有周期性的规则排列，所以MOFs材料是一种结合了有机物质的灵活性和无机物质的刚性特性的多功能材料，在众多领域如药物载体、气体的吸附与分离、液体的吸附与分离、电催化、传感等方面有着巨大的潜力，但在其应用过程中但MOFs在应用中还是存在一定的问题，导致其不能广泛应用，要从众多文献中找出其问题，使得研究的工作量大大增加。

3. 国内外研究现状（文献综述）

有机骨架材料的研究进展自1760年发现的第一种人工合成的聚合物普鲁士蓝( 六氰合铁酸铁)，[1]到1958年由kinoshita y 等合成的一种双己二腈硝酸亚铜晶体，[2]再到1971 年，晶体学概念的提出，才使国内外研究者们对mofs材料进行了深入探索和研究。

日本的 kitagawa s 教授将mofs材料的发展分为三代。

[3]第一代金属有机骨架材料的骨架结构中主要包含溶剂、或中性和离子客体分子，客体分子的去除会导致骨架的不可逆坍塌，并且材料的热稳定性和化学稳定性都较差; 第二代孔材料具有刚性的微孔框架，除去客体分子后仍可保持永久的孔道; 第三代类孔材料具有柔性和动力学可控的骨架，能够对外界刺激可逆的改变隧道或孔。

4. 研究方案

以金属有机骨架材料为主要研究对象①通过总结MOFs材料在电催化、气相与液相的吸附与分离、光电磁传感、药物载体等方面的应用研究；②进而总结出MOFs材料在有机配体、金属离子中心、复合材料方面可进行的优化；③为拓展MOFs材料在以上领域中可应用的结构，提高性能提供了研究思路。

5. 工作计划

大四第一学期第17-18周：落实指导老师，确定毕业论文题目。

第19周至第20周：根据课题查阅相关文献和参考资料，明确自己课题的任务和要求，弄清所要完成的内容。

阅读文献，不理解的部分向老师请教；按时完成外文翻译，提交英文文献翻译。