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1. 研究目的与意义（文献综述）
非晶态是物质存在中最广泛也最重要的形式之一，玻璃材料作为非晶态材料中最重要的组成部分，被应用于生活的各个方面，其中应用最广的是做为透光遮蔽材料应用于建筑和汽车等方面。随着研究的推进，越来越多的新型玻璃被开发利用，例如导电玻璃、激光玻璃、光导纤维、生物玻璃等，被应用于储能、光电、通讯、激光、生物等领域[1-2]，它们极大地推动了社会的发展。而新型玻璃材料的研发离不开对新型玻璃制备工艺研究，在传统的熔融淬冷法制备玻璃的基础上，人们又开发了极速冷却、溶胶凝胶、气相沉积、高压、高能球磨等新型制备工艺 [3-9]，这些新型玻璃制备工艺的研发大大扩展了玻璃材料的种类，同时也极大丰富了玻璃材料的功能。由于玻璃材料独特的结构与性能优势，如：组成连续可调、各向同性、结构均一以及众多光学性能上的优势，使其在许多方面具有不可替代的应用，因此，研究和应用新型功能玻璃是玻璃研究领域的热点，而其中对于新型玻璃的形成机理、结构特性及结构对性能的影响等方面的研究，对于新型功能玻璃的制备与应用具有重要指导意义。同时，研究基于新技术手段而形成的玻璃的机理，也从一个全新的角度理解整个玻璃体系的本质及其形成机理。作为凝聚态物理中的重要部分，玻璃的本质、玻璃形成及玻璃转变是凝聚态物理一个重大课题。1995年，诺贝尔奖获得者p.w.anderson提出“玻璃形成机理和玻璃本质是21世纪凝聚态物理最深刻和最有趣的问题之一”[10]。尽管25年过去了，玻璃材料的研究取得了重大进步，但是关于玻璃形成这个基础的科学问题还未得到充分解决，仍然需要人们不断进行探索研究。
金属-有机骨架（metal-organic frameworks，mofs）材料是由无机过渡金属中心（金属离子或金属离子簇）和有机配体通过配位键连接形成的三维微孔杂化材料，所以它同时兼备着有机物和无机物的特点[11-12]。由于mofs易调控、可剪裁的特点，它不仅能用于气体储存[13-14]、分离[15-16]和催化[17-18]这些传统的领域，除此之外，mofs在生物医学或传感器材料这些新兴领域也有广泛的应用前景[19-20]。由于mof材料在三维构型上呈现多样化，目前发现的mof材料就高达60000多种，并且还在不断增加[21]。但是传统mofs晶体材料通常为粉体，具有复杂的晶体缺陷，力学性能较差，很难制成块状材料，即使采用压制成形的方法，也难以成形或制成的材料，可加工性和可塑性差。而且，具有超高比表面积的mofs多孔材料，在加热或加压的物理条件下，其骨架结构极易发生坍塌，其中也包括不可逆的热分解现象（即中心离子与有机配体间配位键的断裂），这些劣势都阻碍了传统mofs材料进一步使用[22-23]。近几年 thomas等人发现一些mofs材料可以通过熔融淬冷的方法制成mof玻璃[24-26]，该发现使得熔融浇筑制备块状mof材料成为现实，通过熔融淬冷法得到的“杂化玻璃”这一概念是把mofs这一新兴领域与玻璃形成、非晶化、熔融过程等传统化学概念联系在一起的桥梁，为研究mofs材料找到了一个全新的方向。
沸石咪唑酯骨架(zifs)材料由咪唑盐（im，c3n2h3-）桥接金属离子（m，如zn2 ，co2 等）构成的三维扩展性四面体结构组成，同时具有与无机沸石中si-o-si键角相似的m-im-m键角。作为mofs材料的分支，zifs具有比沸石更高的比表面积，同时，相较于多数mofs材料，具有更高的热稳定性和化学稳定性。zif-4（zn[c3n2h3]2）是研究最多的zifs材料之一，在加热过程中拥有丰富的相变过程（脱溶剂、非晶化、重结晶、熔融），同时，zif玻璃保留了晶体zifs中基本的金属配体连接性。最近，在zifs材料中观察到了高压（p）下的结构坍塌和高温（t）下的液态转变现象。即使在相对较高的p和t处，zifs材料仍可保持其微孔性，且在此过程中，发生了相变和熔化。根据相关文献报道，在配备高压高温的同步加速器的实验中对zif-4施加压力，导致zif-4材料的非晶化和重结晶温度分别降低至<200 ℃和~250 ℃，并且观察到了高压下的熔化温度低于tm（580 ℃）。但在环境压力条件下，分别在~250 ℃，320 ℃和580 ℃时，zif-4材料发生了非晶化，重结晶形成致密的zif-zni相和熔化过程[27]。基于上述背景，研究zif-4材料的p-或t-诱导相转变过程，以及通过高温高压条件制备的zif-4玻璃的物理性能的研究，对于理解mof玻璃化过程的结构演变机理，研究新型mofs材料的成型和应用具有重要意义。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本研究内容
1、材料制备：采用溶剂热法制备zif-4晶体材料，在高温高压条件下制备zif-4玻璃。
3. 研究计划与安排
第1-4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解zif-4材料的结构特性及其制备方法，了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响，确定技术方案，并完成开题报告。
第5-8周：阅读文献，熟悉材料的制备及表征方法，撰写毕业论文中的绪论章节，进行实验的相关准备工作，开始初步的实验研究。
第9-14周：zif-4材料的合成及高压高温条件相应玻璃的制备，并对zif-4玻璃的动力学性质及其物理性能进行研究分析；
4. 参考文献（12篇以上）
[1] c.a.angell, formation of glasses from liquidsand biopolymers[j], science, 1995, 267: 1924-1935.
[2] p. g. debenedetti, f. h. stillinger, supercooledliquids and the glass transition[j], nature, 2001, 410:259-267.
[3] k. minami, a. hayashi, m. tatsumisago, mechanochemical synthesis ofli2s–p2s5 glass electrolytes with lithium salts[j], solid state ionics, 2010,181: 1505-1509.
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