钙钛矿型结构的多铁性金属有机骨架材料制备及结构和相变研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

金属有机骨架（metal-organic frameworks, mofs) 材料是由金属离子与有机配体通过自组装过程杂化生成的一类具有周期性多维网状结构的多孔晶体材料，具有纳米级的骨架型规整的孔道结构，大的比表面积和孔隙率以及小的固体密度，在吸附、分离、催化等方面均表现出了优异的性能，已成为新材料领域的研究热点与前沿。最近十几年时间里，金属-有机骨架化合物作为新的研究领域，在磁性、荧光、非线性光学、吸附、分离、催化和储氢等诸多方面显示出其独特的物理及化学性能和潜在的巨大应用价值^[1-8]。

mofs材料的出现可以追溯到1989年以robson和hoskins为主要代表的工作，他们通过 4，4'，4″，4-四氰基苯基甲烷和正一价铜盐[cu( ch₃cn )₄］·bf₄在硝基甲烷中反应，制备出了具有类似金刚石结构的三维网状配位聚合物，同时预测了该材料可能产生出比沸石分子筛更大的孔道和空穴，从此开始mofs材料的研究热潮。但早期合成的mofs材料的骨架和孔结构不够稳定，容易变形。直到1995年yaghi等合成出了具有稳定孔结构的mofs，才使其具有了实用价值。由于mofs材料具有大的比表面积和规整的孔道结构，并且孔尺寸的可调控性强，骨架金属离子和有机配体易实现功能化，因此在催化研究、气体吸附、磁学性能、生物医学以及光电材料等领域得到了广泛应用。

近年来，多铁性材料的研究受到了广泛关注，然而迄今为止发现的单相多铁性材料仍比较稀少,主要是由于多铁性的产生会受到诸多因素的限制,根据铁电性和铁弹性,材料因其对称性的限制、离子种类的排他性等原因对多铁性材料产生的限制^[9]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1.基本内容

1、材料制备：扩散法制备具有钙钛矿型的多铁性金属有机骨架材料[(ch₃)₂nh₂][m(hcoo)₃]（m= ni）。

2、材料表征：x射线衍射法研究多铁性金属有机骨架材料[(ch₃)₂nh₂][m(hcoo)₃]（m= ni）的相结构，拉曼光谱和红外光谱分析其官能团结构。

3. 研究计划与安排

第1-3周，查阅相关文献资料，完成英文文献翻译。明确研究内容，了解研究所需材料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-6周，扩散法制备具有钙钛矿型结构的多铁性金属有机骨架。

第7-10周，采用x射线衍射法、拉曼光谱、红外光谱、差示扫描量热法等方法研究具有钙钛矿型结构的多铁性金属有机骨架材料的结构和相变。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]kong xueqian. mapping of functional groupsin metal-organic frameworks [j]. science，2013，341：882.

[2]周馨慧，李洪辉. 金属-有机骨架( mofs) 的最新研究进展[j]. 南京邮电大学学报 (自然科学版)，2012，32：3.

[3]李庆远，季生福. 金属-有机骨架材料及其在催化反应中的应用[j]. 化学进展，2012，24：8.