MOF基复合材料的限域制备及在液相色谱中的应用

This project firstly synthesizes hollow mesoporous silica sphere, then achieves the assembling of metal-organic frameworks (MOFs) in the confined hole, building the complexes of MOFs@hollow mesoporous silica sphere. A systematic research about laws of the synthesized hollow mesoporous silica sphere as well as the complexes will be given. The influence of MOFs, pore and dimension size of hollow mesoporous silica sphere toward the complexes will be explored, aiming at further synthesis. The synthetic complexes will be used as devices in liquid chromatography, and the effect of device architecture toward separation result will be explored. The relationship between two factors can be built. It is of great scientific and practical importance to effectively combine porous materials with different pore size and use as separation devices.

本项目拟预先合成中空介孔微球，在其空腔内实现金属有机框架材料的限域组装，构筑出MOFs@中空介孔二氧化硅微球的MOFs复合材料，系统研究中空介孔微球及MOFs@中空介孔二氧化硅复合微球的合成规律，探究微孔MOFs、中空介孔二氧化硅孔径与尺度对目标产物结构和性能影响，总结影响规律，从而指导复合材料的进一步合成。进一步尝试将所制备的复合材料作为液相色谱分离柱，探究不同的结构的复合物对于分离效果的影响，建立构效关系。本项目将不同孔径尺寸的多孔材料有效结合，并以其构筑分离器件，不仅推动基础学科的研究，并且拓展应用前景，具有重要意义。

本项目以中空二氧化硅为基础，制备MOFs与二氧化硅的复合材料，旨在拓展复合材料的类型与性能。主要研究内容包括中空二氧化硅的合成及功能化、复合材料的吸附性能研究，新型MOFs的制备以及MOFs与其他材料的复合。重要的研究结果包括采用模板、刻蚀等方法制备中空二氧化硅，将其与MOFs进行复合，用于铀酰离子吸附等方面的应用。为了拓展MOFs的类型，制备了以海南大学（HNU）命名的系列新型MOFs，并将其应用于对污染物的传感、吸附，为MOFs基复合材料的制备提供了基础。采用其他氧化物，如ZnO与MOFs进行复合，并将其应用于金属离子吸附、气体分子传感等方面。本项目的研究为MOFs基复合材料的发展提供了可靠的数据、基础，拓展了复合材料的制备方法，实现了材料的功能化探究，为复合材料的应用指出了新方向。