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金属有机框架衍生碳材料的制备及其应用研究的开题报告
一、选题的背景及意义
金属有机框架（MOF）是近年来新兴的一类多孔配位聚合物，其分子结构具有可调节、高度有序、及大比表面积等优势。而在MOF的<strong>衍生产物中，衍生碳材料因其良好的化学稳定性、高导电性、高比表面积等优势而备受关注</strong>。因此，研究MOF衍生碳材料的制备及其应用有着重要的科学意义和应用前景。
二、研究的内容和意义
（一）研究内容：
本研究旨在探究MOF衍生碳材料的制备技术，并结合其优良的物理化学性质，开展一些基础性质及在绿色催化、储能等方面的应用研究：
1.采用不同的化学方法制备MOF衍生碳材料，并分别研究其结构及物理化学性质；
2.MOF衍生碳材料的绿色催化性能研究，考察其在催化有机合成反应方面的催化效果；
3.MOF衍生碳材料在储能方面研究。通过改变其制备方法以及表面官能团的选择等影响其电储能性能的因素进行研究。
（二）研究意义：
本研究能够为MOF衍生碳材料的制备及应用提供技术方面的支持，同时为绿色合成、能源储存等领域提供一些新的可持续发展方案。
三、研究的方法和步骤
（一）制备MOF衍生碳材料
本研究采用溶剂热、高温碳化等方法合成MOF衍生碳材料，并结合单晶XRD、SEM、TEM、氮吸附-脱附、XPS等表征手段对其结构及物理化学性质进行分析；
（二）绿色催化性能研究
针对苯甲酸衍生物合成反应，本研究将不同的MOF衍生碳材料作为催化剂，考察其催化效果以及对反应环境的影响，并评价其绿色性质；
（三）电储能性能研究
在制备MOF衍生碳材料时，可以控制表面的官能团及退火温度等参数，以此调节材料的电储能性能，在此基础上，进行电化学性能测试，考察材料的电容、电导、与循环稳定性等性能。
四、预期的研究结果
本研究将不仅能够制备出一系列高品质的MOF衍生碳材料，并评价其性质。另外，将会在绿色催化、电储能等方面的应用中取得一些重要的进展，为MOF衍生碳材料的应用研究提供设计和优化的思路。
五、研究进度安排及预期完成时间
本研究的时间安排及预期完成时间如下：
1.前两个月：文献查阅、实验室环境调整、制备MOF衍生碳材料；
2.第三至四个月：材料表征分析、绿色催化性能研究；
3.第五至六个月：电储能性能研究、数据收集和分析；
4.第七至八个月：论文写作及修改；
预计九个月内完成本课题的研究工作，并将研究成果发表在相关学术期刊上。
六、参考文献
1.Guo,Y.Z.,Zhao,X.L.,Li,W.J.,Hu,T.L.,Yang,Y.,&Lv,Y.K.(2020).Preparationofhighlynitrogen-dopedcarbonfromcobaltMOFforhigh-performancesupercapacitors.AppliedSurfaceScience,526,146714.
2.Li,J.R.,Kuppler,R.J.,&Zhou,H.C.(2009).Selectivegasadsorptionandseparationinmetal–organicframeworks.ChemicalSocietyReviews,38(5),1477-1504.
3.Jiang,S.,&Wang,C.(2019).Porousmetal–organicframeworksandtheircompositesforlithium–sulfurbatteries.ChemicalSocietyReviews,48(9),2687-2704.
4.Salunkhe,R.R.,Kaneti,Y.V.,Kim,J.,Kim,J.H.,Yamauchi,Y.,&Lee,J.S.(2019).Metal–organicframeworksderivedadvancedelectrodematerialsforelectrochemicalenergystorage.JournalofMaterialsChemistryA,7(42),24051-24075.