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简化内容: 需要改善MOF与聚合物材料之间的化学不相容性,防止MOF材料在聚合物本体内的无规团聚,MOF晶面与聚合物材料之间的空隙以及MOF迁移到复合材料表明等。 将MOF的前体引入聚合物本体材料中然后原位合成MOF,在一定程度上实现了MOF在聚合物本体中的均匀分散和与聚合物网络的紧密结合。但这种方法缺乏通用性,仅适用于几类特定的MOF材料。 在聚合物基底上合成MOF材料,可以构建多种聚合物支撑的MOF薄膜、纤维以及核壳结构的颗粒状复合材料。但这种手段往往难以实现MOF和聚合物的功能加成,同时MOF与聚合物基底间黏合力差导致的脱落和使用过程中的粉体化也是需要考虑的问题。 诸多构建MOF/聚合物复合材料的方法和策略还面临一些共性挑战,如聚合物可能会堵塞MOF颗粒表面的孔道,导致MOF比表面积减小和颗粒内部结构的可达性降低。此外,在解决某一挑战的同时可能会引入新的问题。例如,制备纳米级或片状MOF能够解决MOF粉体与聚合物材料直接共混面临的一些问题,但纳米级或片状MOF颗粒的制备在工艺和流程上又有新的要求。除了简单物理共混具有大规模工业化的可能性外,其他几种方法存在步骤复杂、成本过高等问题。将MOF粉体与聚合物共混后,通过传统的聚合物加工技术 (如熔融挤出和注塑成型) 制备大型器件的研究还比较少,这些过程中不可避免的高温高压对于MOF较差的力学强度也是严峻的挑战。最后,绿色化学是当前的发展趋势,构建MOF/聚合物复合材料的方法和策略在这方面较少涉足。 尽管MOF/聚合物复合材料具有诸多优点和广阔的应用前景,但仍存在一些问题需要解决。首先,MOFs与聚合物之间的相容性问题是制约MOF/聚合物复合材料性能的关键因素之一;其次,MOF/聚合物复合材料的制备过程较复杂,成本较高;最后,MOF/聚合物复合材料的长期稳定性和耐久性仍需进一步研究和验证。

2月前
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深入研究一些

金属有机骨架材料(MOFs)因其独特的多孔结构和高比表面积,在多个领域展现出潜在的应用价值,如气体储存、分离、传感、药物传输和异相催化等7。然而,MOFs与聚合物材料之间的化学不相容性是一个关键问题,这导致MOFs在聚合物基体中容易发生无规团聚,形成空隙,甚至迁移到复合材料表面6

为了改善这一问题,研究者们采取了多种策略。一种方法是将MOF的前体引入聚合物中,然后进行原位合成,这有助于实现MOF在聚合物中的均匀分散和紧密结合4。然而,这种方法的通用性有限,仅适用于特定类型的MOFs。另一种策略是在聚合物基底上合成MOF材料,构建聚合物支撑的MOF薄膜、纤维和核壳结构的颗粒状复合材料。但这种方法可能难以实现MOF和聚合物的功能加成,同时存在MOF与聚合物基底黏合力差的问题2

在构建MOF/聚合物复合材料的过程中,还面临一些共性挑战。例如,聚合物可能会堵塞MOF颗粒表面的孔道,导致MOF的比表面积减小和颗粒内部结构的可达性降低6。此外,制备纳米级或片状MOF虽然能解决一些直接共混的问题,但它们的制备工艺和流程更为复杂,对MOF的力学强度也是挑战4。而且,除了物理共混外,其他方法存在步骤复杂、成本过高的问题,且在绿色化学方面的研究较少6

尽管存在这些问题,MOF/聚合物复合材料因其优点和应用前景,仍受到广泛关注。但要实现其广泛应用,还需解决MOFs与聚合物之间的相容性问题,简化复合材料的制备过程,降低成本,并进一步研究复合材料的长期稳定性和耐久性36

你觉得结果怎么样?
MOF与聚合物材料的化学相容性如何改善?
MOF在聚合物中的均匀分散方法有哪些?
MOF与聚合物结合的通用性问题
MOF/聚合物复合材料的黏合力问题
MOF颗粒表面孔道堵塞的解决方案
MOF/聚合物复合材料的长期稳定性研究

以上内容由AI搜集生成,仅供参考

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