MOF

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

MOF的特點

■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配體的種類和比例，實現對其結構和功能的精確設計和調控。

■MOF是一種多孔材料，其孔徑范圍從納米到微米，可以實現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，其金屬中心和有機配體可以提供多種化學和物理的活性位點，實現對吸附分子的催化、傳感、熒光、磁性等響應。

MOF的發展方向和應用

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，如氮氣、氧氣、乙烯、乙烷等，實現工業和環境領域的高效分離。——控制測量調控

MOF可以用于催化和反應工程，如催化裂化、氧化還原、水煤氣變換等，實現化學反應的加速和選擇性的提高。——化學動力學

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

MOF可以用于藥物輸送和生物醫學，如抗癌藥物、基因、酶等，實現對生物分子的保護和定向釋放。——靶向化療

泰克助力MOF應用研究

MOF作為一種新型的納米多孔材料，由于其獨特的結構和性能，在新能源領域有著廣泛的應用前景。MOF可以通過調節其化學組成和拓撲結構，實現對新能源材料的設計和優化，提升其在電化學儲能和轉換方面的表現。MOF也可以與其他材料如碳材料、金屬納米粒子、導電聚合物等進行復合或修飾，形成具有協同效應的新型功能材料，進一步改善其電化學性能。此外，MOF還可以利用其孔道結構，儲存和釋放氫氣、甲烷等清潔能源，為新能源的運輸和利用提供了一種有效的途徑。

總之，開發新能源是當今世界面臨的一個重大挑戰和機遇，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用提供了一種創新的平臺和方法，值得進一步的探索和開發。

泰克Keithley的臺表可以極大的幫助用戶聚焦MOF在電學方向上的研究，如超級電容器、燃料電池、鋰離子電池等，實現對儲能和轉換材料的設計和優化。

Keithley設備可以對MOF材料進行精確的表征和分析。

Keithley設備具有以下優點：

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

■可以進行多種電化學測試技術，例如循環伏安法、恒流充放電法、交流阻抗法等，適用于研究MOF材料的電容性、電化學穩定性和反應動力學等。

■可以與其他儀器如顯微鏡、光譜儀等聯用，實現對MOF材料的多維度和多模態的綜合表征。

■具有強大的軟件平臺和豐富的數據處理功能，可以方便地設置實驗參數、控制儀器運行、讀取和分析數據、生成和導出報告等。

南方科技大學徐強教授團隊Chem綜述：基于金屬有機框架（MOF）材料的能源應用

MOF具有高比表面積、可調孔徑、多樣功能基團等特點，使其在電化學上具有很好的應用潛力。MOF可以作為電極材料或者與其他材料復合，提高電化學性能和穩定性。例如，MOF可以通過摻雜、負載、包裹等方法改善導電性和電荷傳輸效率，增強電容器的比電容和倍率性能；MOF可以通過吸附、嵌入、交聯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壽命。

應用場景

1MOF用于透明電子器件

如何利用MOF開發具有高導電性、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、線性響應范圍、氣體識別等。

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

■通過電子響應曲線擬合,提取氣體分子吸附動力學參數k,并與氣體濃度呈現線性關系,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構筑物在吸附-脫附平衡時的電子響應r0,與氣體濃度c呈現Langmuir-Freundlich化學吸附模型的線性關系。

■通過不同氣體分子的特征k值和r0,實現對氣體類型的無歧義識別。

2雙金屬金屬-有機骨架衍生碳納米管骨架增強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源表儀測量電導率變化,以評估電極的離子吸附性能

3將酸性金屬有機框架(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)中來開發生物啟發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電機。

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的腔室中。

■主要使用從-2V到+2V的掃描電壓進行I-V測量,每個測量至少重復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)導電金屬有機框架(MOF)DDA-Cu的合成和表征

使用Keithley 4200SC半導體參數分析儀完成了以下測試:

■電流-電壓(I-V)曲線測量

■電導率(k)評估

此外，所有性能測試都是在Keithley 4200SC半導體參數分析儀上進行的。

使用Keithley 2400，加壓測流

主要用于評估Ni-CAT-1-on-SLG構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、線性響應范圍、氣體識別等。

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

■通過電子響應曲線擬合,提取氣體分子吸附動力學參數k,并與氣體濃度呈現線性關系,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構筑物在吸附-脫附平衡時的電子響應r0,與氣體濃度c呈現Langmuir-Freundlich化學吸附模型的線性關系。

■通過不同氣體分子的特征k值和r0,實現對氣體類型的無歧義識別。

泰克相關方案對應測試設備

4200A-SCS半導體參數分析儀

? I-V源測量單元 (SMU)：支持 ±210V/1A，最小測量分辨率達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，內置 ±30V DC偏置源（可擴展到±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。

?多通道開關模塊(CVIV)與遠程前端放大器 (RPM)：支持I-V、C-V和超快速脈沖I-V測量間自動切換，擴展電流靈敏度至數十皮安，減少電纜電容效應。

2400數字源表系列

?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%基礎測量精度（6位半分辨率），支持1700讀數/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：標配SCPI GPIB、RS232及吉時利觸發鏈路，支持高速感測線接觸檢查功能，確保便捷的系統集成與控制。

小結

keithley源表在金屬有機框架（MOF）研究上的測試應用。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。keithley源表可以用于測量MOF的電化學性質，例如電導率、電容、阻抗等，以及對溫度、濕度、氣體等外界因素的響應。keithley源表還可以與其他儀器結合，如光譜儀、顯微鏡等，實現多維度的MOF表征。通過keithley源表的測試，可以深入了解MOF的結構、功能和機理，為其在催化、傳感、吸附、分離等領域的應用提供有效的指導。