MOF

MOF是金屬有機(jī)骨架（Metal-Organic Frameworks）的簡稱，是一種由金屬離子或金屬簇和有機(jī)配體通過配位鍵連接而成的多孔晶體材料，包括原始MOF， MOF復(fù)合材料和MOF衍生物。MOF具有多種優(yōu)異的性質(zhì)，如高比表面積、可調(diào)的孔徑、多樣的結(jié)構(gòu)和功能、低密度、高穩(wěn)定性等，因此在氣體吸附、分離、催化、傳感、藥物輸送等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

MOF的特點(diǎn)

■MOF是一種自組裝的納米材料，可以通過改變金屬離子或有機(jī)配體的種類和比例，實現(xiàn)對其結(jié)構(gòu)和功能的精確設(shè)計和調(diào)控。

■MOF是一種多孔材料，其孔徑范圍從納米到微米，可以實現(xiàn)對不同大小和形狀的分子的選擇性吸附和分離。

■MOF是一種功能材料，其金屬中心和有機(jī)配體可以提供多種化學(xué)和物理的活性位點(diǎn)，實現(xiàn)對吸附分子的催化、傳感、熒光、磁性等響應(yīng)。

MOF的發(fā)展方向和應(yīng)用

MOF可以用于氣體吸附和存儲，如氫氣、甲烷、二氧化碳等，實現(xiàn)清潔能源的利用和溫室氣體的減排?！諝鈨艋?/p>

MOF可以用于氣體分離和純化，如氮?dú)?、氧氣、乙烯、乙烷等，實現(xiàn)工業(yè)和環(huán)境領(lǐng)域的高效分離。——控制測量調(diào)控

MOF可以用于催化和反應(yīng)工程，如催化裂化、氧化還原、水煤氣變換等，實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的加速和選擇性的提高。——化學(xué)動力學(xué)

MOF可以用于傳感和檢測，如氨氣、一氧化氮、揮發(fā)性有機(jī)物等，實現(xiàn)對有害氣體的快速識別和定量分析?！刂茰y量調(diào)控，存儲器

MOF可以用于藥物輸送和生物醫(yī)學(xué)，如抗癌藥物、基因、酶等，實現(xiàn)對生物分子的保護(hù)和定向釋放?！邢蚧?/p>

泰克助力MOF應(yīng)用研究

MOF作為一種新型的納米多孔材料，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能，在新能源領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。MOF可以通過調(diào)節(jié)其化學(xué)組成和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對新能源材料的設(shè)計和優(yōu)化，提升其在電化學(xué)儲能和轉(zhuǎn)換方面的表現(xiàn)。MOF也可以與其他材料如碳材料、金屬納米粒子、導(dǎo)電聚合物等進(jìn)行復(fù)合或修飾，形成具有協(xié)同效應(yīng)的新型功能材料，進(jìn)一步改善其電化學(xué)性能。此外，MOF還可以利用其孔道結(jié)構(gòu)，儲存和釋放氫氣、甲烷等清潔能源，為新能源的運(yùn)輸和利用提供了一種有效的途徑。

總之，開發(fā)新能源是當(dāng)今世界面臨的一個重大挑戰(zhàn)和機(jī)遇，MOF作為一種具有巨大潛力的新型納米多孔材料，為新能源的研究和應(yīng)用提供了一種創(chuàng)新的平臺和方法，值得進(jìn)一步的探索和開發(fā)。

泰克Keithley的臺表可以極大的幫助用戶聚焦MOF在電學(xué)方向上的研究，如超級電容器、燃料電池、鋰離子電池等，實現(xiàn)對儲能和轉(zhuǎn)換材料的設(shè)計和優(yōu)化。

Keithley設(shè)備可以對MOF材料進(jìn)行精確的表征和分析。

Keithley設(shè)備具有以下優(yōu)點(diǎn)：

■可以實現(xiàn)低噪聲、高速度和高分辨率的電流-電壓曲線測量，適用于評估MOF材料的導(dǎo)電性、光電性和熱電性等。

■可以進(jìn)行多種電化學(xué)測試技術(shù)，例如循環(huán)伏安法、恒流充放電法、交流阻抗法等，適用于研究MOF材料的電容性、電化學(xué)穩(wěn)定性和反應(yīng)動力學(xué)等。

■可以與其他儀器如顯微鏡、光譜儀等聯(lián)用，實現(xiàn)對MOF材料的多維度和多模態(tài)的綜合表征。

■具有強(qiáng)大的軟件平臺和豐富的數(shù)據(jù)處理功能，可以方便地設(shè)置實驗參數(shù)、控制儀器運(yùn)行、讀取和分析數(shù)據(jù)、生成和導(dǎo)出報告等。

南方科技大學(xué)徐強(qiáng)教授團(tuán)隊Chem綜述：基于金屬有機(jī)框架（MOF）材料的能源應(yīng)用

MOF具有高比表面積、可調(diào)孔徑、多樣功能基團(tuán)等特點(diǎn)，使其在電化學(xué)上具有很好的應(yīng)用潛力。MOF可以作為電極材料或者與其他材料復(fù)合，提高電化學(xué)性能和穩(wěn)定性。例如，MOF可以通過摻雜、負(fù)載、包裹等方法改善導(dǎo)電性和電荷傳輸效率，增強(qiáng)電容器的比電容和倍率性能；MOF可以通過吸附、嵌入、交聯(lián)等方法加載催化劑和氧還原活性物種，提高燃料電池的催化效率和耐久性；MOF可以通過配位、插層、封裝等方法儲存和釋放鋰離子，提高鋰離子電池的比容量和循環(huán)壽命。

應(yīng)用場景

1MOF用于透明電子器件

如何利用MOF開發(fā)具有高導(dǎo)電性、高靈敏度和室溫工作的透明電子器件

使用Keithley 2400，加壓測流

主要用于評估Ni-CAT-1-on-SLG構(gòu)筑物作為透明電子傳感器在室溫下對氣體分子的檢測性能,包括檢測限、線性響應(yīng)范圍、氣體識別等。

■電化學(xué)測試,評估Ni-CAT-1-on-SLG構(gòu)筑物對氣體分子(如NH?、CO、O?)的檢測性能,包括檢測限、線性響應(yīng)范圍等。

■通過電子響應(yīng)曲線擬合,提取氣體分子吸附動力學(xué)參數(shù)k,并與氣體濃度呈現(xiàn)線性關(guān)系,反映了MOF與氣體分子之間的特異性相互作用。

■測量Ni-CAT-1-on-SLG構(gòu)筑物在吸附-脫附平衡時的電子響應(yīng)r0,與氣體濃度c呈現(xiàn)Langmuir-Freundlich化學(xué)吸附模型的線性關(guān)系。

■通過不同氣體分子的特征k值和r0,實現(xiàn)對氣體類型的無歧義識別。

2雙金屬金屬-有機(jī)骨架衍生碳納米管骨架增強(qiáng)電容去離子和鋅空氣電池

提高了所得CNTF的性能，可用于制造柔性高性能鋅-空氣電池

使用Keithley SMU-2400源表儀測量電導(dǎo)率變化,以評估電極的離子吸附性能

3將酸性金屬有機(jī)框架(MOF) MIL-53-COOH組裝到聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)單個納米通道(NC)中來開發(fā)生物啟發(fā)型人工離子通道的過程。

作為概念驗證,PET/MOF納米離子器件被證明可通過逆電滲析作為高效的納米發(fā)電機(jī)。

使用Keithley 6487和6517B皮安表對PET NC、PET@EDA NC和PET/MOF NC的離子傳輸特性進(jìn)行了測試。具體來說：

■將單個納米通道夾在兩個裝有相同濃度氯化物鹽溶液(KCl、NaCl或LiCl,pH 5.8)或HCl溶液的腔室之間。

■使用Ag/AgCl電極施加跨膜電位,其中陽極放置在面向納米通道基面一側(cè)的腔室中。

■主要使用從-2V到+2V的掃描電壓進(jìn)行I-V測量,每個測量至少重復(fù)3次以獲得特定電壓偏置下的平均電流。

這些測試有助于研究PET/MOF納米通道的離子整流特性。

4一維(1D)導(dǎo)電金屬有機(jī)框架(MOF)DDA-Cu的合成和表征

使用Keithley 4200SC半導(dǎo)體參數(shù)分析儀完成了以下測試:

■電流-電壓(I-V)曲線測量

■電導(dǎo)率(k)評估

此外，所有性能測試都是在Keithley 4200SC半導(dǎo)體參數(shù)分析儀上進(jìn)行的。

使用Keithley 2400，加壓測流

主要用于評估Ni-CAT-1-on-SLG構(gòu)筑物作為透明電子傳感器在室溫下對氣體分子的檢測性能,包括檢測限、線性響應(yīng)范圍、氣體識別等。

■電化學(xué)測試,評估Ni-CAT-1-on-SLG構(gòu)筑物對氣體分子(如NH?、CO、O?)的檢測性能,包括檢測限、線性響應(yīng)范圍等。

■通過電子響應(yīng)曲線擬合,提取氣體分子吸附動力學(xué)參數(shù)k,并與氣體濃度呈現(xiàn)線性關(guān)系,反映了MOF與氣體分子之間的特異性相互作用。

■測量Ni-CAT-1-on-SLG構(gòu)筑物在吸附-脫附平衡時的電子響應(yīng)r0,與氣體濃度c呈現(xiàn)Langmuir-Freundlich化學(xué)吸附模型的線性關(guān)系。

■通過不同氣體分子的特征k值和r0,實現(xiàn)對氣體類型的無歧義識別。

泰克相關(guān)方案對應(yīng)測試設(shè)備

4200A-SCS半導(dǎo)體參數(shù)分析儀

? I-V源測量單元 (SMU)：支持 ±210V/1A，最小測量分辨率達(dá)10aA，提供10mHz - 10Hz 頻率的超低頻電容測量，支持四象限操作和2線或4線連接。

?C-V多頻率電容單元(CVU)：頻率范圍1kHz - 10MHz，內(nèi)置 ±30V DC偏置源（可擴(kuò)展到±210V），支持AC阻抗測量 (C-V, C-f, C-t) 和I-V/C-V簡便切換。

?脈沖式I-V單元(PMU) 與高壓脈沖發(fā)生器 (PGU)：提供±40V、±800mA，200MSa/s 采樣率，支持任意波形Segment ARB模式，10ns 分辨率，適用于高速脈沖 I-V 測量。

?多通道開關(guān)模塊(CVIV)與遠(yuǎn)程前端放大器 (RPM)：支持I-V、C-V和超快速脈沖I-V測量間自動切換，擴(kuò)展電流靈敏度至數(shù)十皮安，減少電纜電容效應(yīng)。

2400數(shù)字源表系列

?多合一功能：集成I-V源與測量，支持20W~100W直流、1000W脈沖，覆蓋1100V至1μV和10A至 10pA 范圍，具備四象限源和阱工作能力。

?高精度與高效測量：提供0.012%基礎(chǔ)測量精度（6位半分辨率），支持1700讀數(shù)/秒（4位半分辨率），并具備通過/失效比較器功能。

?靈活連接與控制：支持2線、4線和6線遠(yuǎn)程電壓源和測量感測，具備可編程DIO端口，適用于自動化控制和探針管理。

?兼容性與接口：標(biāo)配SCPI GPIB、RS232及吉時利觸發(fā)鏈路，支持高速感測線接觸檢查功能，確保便捷的系統(tǒng)集成與控制。

小結(jié)

keithley源表在金屬有機(jī)框架（MOF）研究上的測試應(yīng)用。keithley源表是一種高性能的儀器，可以同時提供電壓和電流的源和測量功能，并且具有高分辨率、高精度和高靈敏度的特點(diǎn)。keithley源表可以用于測量MOF的電化學(xué)性質(zhì)，例如電導(dǎo)率、電容、阻抗等，以及對溫度、濕度、氣體等外界因素的響應(yīng)。keithley源表還可以與其他儀器結(jié)合，如光譜儀、顯微鏡等，實現(xiàn)多維度的MOF表征。通過keithley源表的測試，可以深入了解MOF的結(jié)構(gòu)、功能和機(jī)理，為其在催化、傳感、吸附、分離等領(lǐng)域的應(yīng)用提供有效的指導(dǎo)。