2025年大学《应用化学》专业题库—— 金属有机框架在应用化学中的重要性.docxVIP

2025年大学《应用化学》专业题库——金属有机框架在应用化学中的重要性

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项字母填在括号内）

1.下列哪一项不是金属有机框架（MOF）的基本组成单元？

A.金属离子或簇

B.有机配体

C.惰性气体分子

D.氧化剂

2.通常用于描述MOF孔道结构类型的基本拓扑学类型不包括？

A.网状（Net）

B.单节点（Single-node）

C.多节点（Multi-node）

D.空间点群（Spacegroup）

3.下列哪种合成方法通常适用于在溶液中进行，并利用溶剂挥发或溶剂置换诱导MOF自组装？

A.水热法

B.原位浸渍法

C.蒸发诱导自组装（EISA）

D.模板法

4.在MOF的应用中，比表面积和孔径大小是决定其气体吸附性能的关键因素，这主要得益于MOF结构的什么特点？

A.高结晶度

B.大量的官能团

C.高度可调的孔道结构和尺寸

D.强金属-有机配位键

5.下列哪种MOF材料因其良好的化学稳定性和孔道开放性，而被认为在二氧化碳捕获与封存（CCS）领域具有巨大潜力？

A.基于锌离子和咪唑配体的材料（如ZIF-8）

B.基于铜离子和噻吩配体的材料（如CuBTC）

C.基于铝离子和苯二甲酸配体的材料（如MOF-5）

D.基于镍离子和吡啶配体的材料（如Ni-MOF-74）

6.MOF材料在催化领域的应用中，其作为催化剂载体的主要优势在于？

A.提供大量活性位点

B.良好的热稳定性

C.易于分离和回收

D.以上都是

7.当设计用于氢气（H2）储存的MOF时，通常希望其孔道内存在多少？

A.强大的氢键相互作用

B.可被氢气分子访问的开放孔道

C.高浓度的金属离子

D.小尺寸的有机连接体

8.MOF材料在药物递送应用中，其功能化（如引入靶向基团）主要目的是什么？

A.增强MOF的稳定性

B.提高MOF的比表面积

C.实现对药物释放的精确控制或靶向输送

D.改善MOF的合成方法

9.与传统多孔材料（如活性炭）相比，MOF材料的突出优势之一是？

A.更高的稳定性

B.可通过选择不同的金属节点和有机连接体进行结构设计，实现性能的定制化

C.更低的合成成本

D.更简单的表征方法

10.金属有机框架（MOFs）材料之所以在应用化学中具有重要地位，部分原因在于它们具有独特的光学或电学性质，这使其在哪些领域具有潜在应用价值？（多选，请将正确选项字母填在括号内）

A.光催化

B.传感

C.数据存储

D.催化

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）

1.金属有机框架（MOFs）是由______和______通过配位键或氢键自组装形成的具有周期性网络结构的晶态多孔材料。

2.影响MOF孔隙率的关键因素包括金属节点的类型、______的几何形状和连接方式，以及孔道的______。

3.为了提高MOF在特定应用中的性能，研究人员常常对其进行______，例如引入功能基团或进行后合成修饰。

4.在气体吸附应用中，衡量MOF对目标气体选择性常用的指标是______，即吸附质与竞争吸附质分压之比的自然对数。

5.MOF材料在传感领域的应用中，其选择性主要来源于其与目标分析物之间发生的特定相互作用，如______、______或质量变化引起的电阻/电容变化。

6.尽管MOFs具有巨大的应用潜力，但在实际应用中仍面临诸多挑战，其中之一是______，即如何实现MOFs的大规模、低成本、可控合成。

7.作为一种多孔材料，MOF的比表面积通常可以达到______m2/g的数量级。

8.在多相催化中，MOF负载的金属催化剂相比均相催化剂具有的优点之一是______。

三、简答题（每题5分，共15分）

1.简述MOF材料的稳定性（化学稳定性和热稳定性）及其对应用性能的影响。

2.简述影响MOF材料气体吸附性能的主要因素。

3.简述金属有机框架（MOFs）在催化应用中的潜在优势。

四、论述题（每题10分，共20分）

1.论述MOF材料在二氧化碳（CO2）捕集与封存（CCS）或利用（CCU）方面的应用潜力及其关键的设计考虑因素。

2.论述金属有机框架（MOFs