研究目的
开发一种具有高MOF负载量、耐化学性和可加工性的多功能MOF-氟聚合物复合墨水,用于恶劣环境中的传感器应用。
研究成果
MOF-氟聚合物复合墨水具有优异的加工性、耐化学性和水解稳定性,可广泛应用于水中芳香污染物检测的化学传感器及温度可视化的热传感器等领域。该方法拓展了功能化MOF材料在工业应用中的适用性。
研究不足
该研究可能存在以下局限性:部分金属有机框架(MOFs)在超过1天后的长期稳定性不足,聚合物渗透可能导致比表面积降低,且针对不同MOF类型和应用场景需进行优化。
1:实验设计与方法选择:
研究通过将金属有机框架(MOFs)与甲基丙烯酸酯封端的全氟聚醚(PFPE)在溶剂中混合制备MOF墨水,随后进行紫外光固化。采用喷涂、笔写、模板印刷和模压等多种加工技术构建结构。
2:样品选择与数据来源:
合成了HKUST-1、MIL-101(Cr)、ZIF-67、ZIF-8、MOF-74(Ni)、Zn2(bdc)2(dpNDI)(MOFchemo)和Tb0.99Eu0.01(hfa)3(dpbp)(MOFthermo)等MOFs材料并用于实验。
3:MIL-101(Cr)、ZIF-ZIF-MOF-74(Ni)、Zn2(bdc)2(dpNDI)(MOFchemo)和Tb99Eu01(hfa)3(dpbp)(MOFthermo)等MOFs材料并用于实验。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括用于动态光散射(DLS)的Zetasizer Nano、布鲁克D8 AdvanceX射线粉末衍射仪(XRPD)、赛默飞世尔科技Nicolet 6700傅里叶变换红外光谱仪、粘度计SV-10、日立冷场发射扫描电镜(FE-SEM)、日本电子高分辨透射电镜(HRTEM)、BELSORP-max氮气吸附仪、瓦里安Cary Eclipse荧光光谱仪、安捷伦400 MHz核磁共振波谱仪(FT-NMR)。材料包含PFPE(Fluorolink MD 700)、光引发剂Darocur 1173及MOF合成用各类化学品。
4:日立冷场发射扫描电镜(FE-SEM)、日本电子高分辨透射电镜(HRTEM)、BELSORP-max氮气吸附仪、瓦里安Cary Eclipse荧光光谱仪、安捷伦400 MHz核磁共振波谱仪(FT-NMR)。材料包含PFPE(Fluorolink MD 700)、光引发剂Darocur 1173及MOF合成用各类化学品。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将MOFs分散于含PFPE的乙醇或二氯甲烷中,经超声处理后通过喷涂、笔写、模板印刷或模压成型,最后紫外光固化。传感测试通过将涂层器件浸入溶剂或水溶液并监测发光性能实现。
5:数据分析方法:
采用BET法测比表面积、接触角测量、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDS)、X射线粉末衍射(XRPD)及荧光光谱进行数据分析。
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Malvern Instruments Ltd.
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