金属有机骨架基材料电化学性能研究的文献调研开题报告

1. 研究目的与意义

1.1文献调研的背景

如今全球经济的迅速发展和人口迅速增长，人们对能源的需求日益增加。而化石能源在人类不断开采中终将面临枯竭。而且，化石能源的使用会产生大量的温室气体和有毒有害气体，危害环境。因此，开发可再生的清洁能源诸如风能、太阳能、生物能等替代能源成为必然趋势。同时，开发高效节能的能源存储系统来高效利用化石和新能源也变得极为重要。

金属-有机骨架材料(metal-organic frameworks,mofs)，在1995年由yaghi^[1]提出他的概念，通常是指有机配体与金属离子通过配位键连接形成的具有无限周期性网络结构的多孔晶体材料^[2]，它结合了高分子和配位化合物两者的特点，既不同于一般的有机聚合物，也不同于si-o类的无机聚合物。迄今为止，已经报道了超过20,000个具有不同成分、晶体结构和形态的mofs材料。目前，常见的mofs分类有：网状金属有机骨架 irmof (isoreticularmetal-organic framework)系列、 具有呼吸现象的 mil (materials oflavoisier) ^[3]系列、具有 gate-opening 现象的 cpl (coordination pillared-layer)系列、类沸石咪唑酯骨架材料 zif (zeoliticimidazolate) ^[4]系列、pcn (porous coordination)系列、基于金属锆（zr）的新型 uio ^[5]系列等。由于其具有可协调的晶体结构和功能，高的孔隙率和超大的比表面积，mofs材料可以广泛应用于气体分离和储存、能量储存、催化和药物输送等领域，特别是能源储存和转换系统如锂离子电池、超级电容器等领域。

mofs材料的结构多样及其可设计性有利也有弊，一方面人们可以根据自己的需要调控mofs材料的结构：另一方面，由于mofs材料的多样性，合成的条件略有不同就会得到与预期不同的结构，这为mofs材料的制备制造了许多困难。

2. 研究内容和预期目标

2.1 主要研究内容

1、调研国内外文献，研究mofs材料的概况，合成方法，应用等。

3. 研究的方法与步骤

1、查阅国内外相关的文献，整理出目前mofs材料的研究现状，主流的而合成方法以及发展的前景。

2、进一步研究mofs材料的合成方法，分析各种方法存在的利弊，以及如何改进。

3、查阅大量文献，总结归纳目前mofs材料研究存在的争论以及相关的问题，针对这些问题提出自己的见解及改进方案。

4、总结全文，进一步阐述自己的观点以及改进方案。

4. 参考文献

[1] o. m. yaghi, g. li, h. li. selective binding and removal of guestsin a microporous metal-organic framework[j]. nature, 1995, 378(6558): 703.

[2] w. xia, a. mahmood, r. zou, et al. metal-organicframeworks and their derived nanostructures for electrochemical energy storageand conversion[j]. energ. environ. sci., 2015, 8(7): 1837一1866.

5. 计划与进度安排

1、2022年12月3日~2022年3月6日

完成英文文献翻译，并在查阅mof材料的合成及电化学性能相关文献资料的基础上初步完成开题报告。

2、2022年3月9日~2022年3月20日

修改完成开题报告