發(fā)布時間：2017-10-16 01:04

  本文關鍵詞：吡唑羧酸類配體構筑的金屬有機骨架化合物的合成、結構與性質研究

  更多相關文章： 金屬有機骨架化合物 溶劑熱合成法 1H-吡唑-4-甲酸 熒光 晶體結構

【摘要】：金屬有機骨架化合物是由金屬離子和有機配體通過配位鍵自組裝而形成的一類新型的無機-有機雜化材料,因為其不僅具有豐富多彩的骨架結構,而且在發(fā)光材料、磁性材料、氣體吸附與分離、化學傳感、藥物緩釋、化學催化等方面表現(xiàn)出巨大的應用前景,因此受到科學家的廣泛關注。目前,通過合理的設計、合成具有多功能性質的有機配體來構筑結構新穎的金屬有機骨架化合物已成為研究的主要方向之一。眾所周知,N原子和O原子是供電子基,在有機配體與金屬離子進行配位構筑MOFs時可以作為供電子基團。羧酸類有機配體是最常使用的一類含O原子的有機配體,具有多樣的配位模式,可以與金屬離子構筑出拓撲結構多樣的MOFs材料。含氮類有機配體具有供電子的N原子,最常使用的是含氮雜環(huán)類有機配體,一般包括吡啶,咪唑,吡唑等等。吡唑類有機配體是一類具有兩個相鄰氮原子的五元雜環(huán)有機配體,易于去質子化,帶有負電荷,易與金屬離子進行配位,形成豐富的配位模式。結合吡唑類和羧酸類有機配體的優(yōu)點,本文以1H-吡唑-4-甲酸為有機配體,通過調控反應發(fā)生的條件,構筑出一系列具有新穎骨架結構的金屬有機骨架化合物,并對其結構、性質進行研究。本論文的主要內容如下:1.利用溶劑熱合成方法,以1H-吡唑-4-甲酸和Cu(NO_3)_2·3H_2O為反應原料,通過調控反應條件,Cu~(2+)離子發(fā)生原位反應,將Cu~(2+)離子全部或部分轉化為Cu~+,構筑出6個具有新穎結構的金屬有機骨架化合物,[Cu_2K(C_4H_2N_2O_2)_2](1)、[Cu_3Li_2(C_4H_2N_2O_2)_3]·H_2O(2)、[Cu_3(C_4H_2N_2O_2)_2·2NH_3](3)、(NH4)·[Cu(C_4H_2N_2O_2)](4和5)、[Cu_3Li_2(C_4H_2N_2O_2)_4(C_3H_7NO)_4](6)。在化合物1-5中Cu~+與有機配體中的N原子進行二配位連接,形成無限延長的一維鏈狀結構,K~+、Li~+、Cu~(2+)離子與O原子進行配位,通過有機配體進行連接,形成具有新穎的3D結構的化合物1-3,通過羧酸氧原子與NH~(4+)離子形成氫鍵,構筑出兩個同構的化合物4-5,利用Cu~(2+)離子和Li~+離子混合配位構筑出具有3D結構的化合物6。對有機配體及化合物1-5進行熒光性質研究,因為化合物1-5中存在分子內金屬-金屬間弱的相互作用,使化合物1、2、4、5表現(xiàn)出紅移現(xiàn)象,且分子內Cu---Cu間的距離越短,紅移現(xiàn)象越明顯�；衔�3因為分子內Cu---Cu間的距離過長,幾乎無分子內金屬-金屬間的相互作用,所以表現(xiàn)的發(fā)射波長為有機配體的發(fā)射。2.利用溶劑熱合成方法,以1H-吡唑-4-甲酸有機配體和Co(NO_3)_2·6H_2O為反應原料,通過調控反應溶液的pH,構筑出兩個結構新穎的化合物[Co_3(OH)(C_4H_2N_2O_2)(CHO_2)_3(H_2O)(C_3H_7NO)](7)、[Co_3(C_4H_2N_2O_2)_4]·(2H_3O)·2H_2O(8),化合物7中Co~(2+)離子的配位數(shù)為六配位,在化合物8中Co~(2+)離子配位數(shù)為四配位,均形成具有孔道的3D骨架結構。進一步驗證了反應溶液的pH對合成MOFs材料具有很大的影響。
【關鍵詞】：金屬有機骨架化合物 溶劑熱合成法 1H-吡唑-4-甲酸 熒光 晶體結構
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O641.4
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-38
• 1.1 金屬有機骨架化合物的簡介12-20
• 1.1.1 金屬有機骨化合物的概念與歷史12-13
• 1.1.2 金屬有機骨架化合物的分類與拓展13-20
• 1.2 金屬有機骨架化合物的合成方法20-26
• 1.2.1 水熱、溶劑熱合成法20-21
• 1.2.2 揮發(fā)、擴散法21-22
• 1.2.3 離子熱合成法22-23
• 1.2.4 超聲化學合成法23-24
• 1.2.5 機械合成法24
• 1.2.6 電化學合成法24-25
• 1.2.7 微波合成法25-26
• 1.3 金屬有機骨架化合物的性質與應用26-33
• 1.3.1 氣體吸附與分離26-28
• 1.3.2 發(fā)光性質28-31
• 1.3.3 催化性質31-32
• 1.3.4 磁學性質32-33
• 1.4 本課題的選題意義及研究成果33-35
• 1.4.1 本課題的選題意義33-34
• 1.4.2 本課題的研究成果34-35
• 1.5 化學試劑與儀器35-38
• 1.5.1 化學試劑35-36
• 1.5.2 儀器36-38
• 第2章 基于Cu構筑的金屬有機骨架化合物的合成，結構及性質研究38-63
• 2.1 引言38-40
• 2.2 化合物 1-6 的合成40-41
• 2.3 化合物 1-6 的晶體學數(shù)據(jù)及晶體結構41-55
• 2.3.1 化合物 1-6 的晶體學數(shù)據(jù)41-43
• 2.3.2 化合物 1-6 的晶體結構描述43-55
• 2.4 化合物 1-6 的表征55-62
• 2.4.1 元素分析55-56
• 2.4.2 粉末XRD表征56-57
• 2.4.3 紅外分析光譜(IR)57-58
• 2.4.4 熱重(TG)分析58-61
• 2.4.5 熒光性質分析61-62
• 2.5 本章小結62-63
• 第3章 基于Co構筑的金屬有機骨架化合物的合成與表征63-72
• 3.1 引言63
• 3.2 化合物7和 8 的合成63-64
• 3.3 化合物7和 8 的晶體學數(shù)據(jù)及晶體結構64-68
• 3.3.1 化合物7和 8 的晶體學數(shù)據(jù)64-65
• 3.3.2 化合物7和 8 的晶體結構描述65-68
• 3.4 化合物7和 8 的表征68-71
• 3.4.1 元素分析68-69
• 3.4.2 粉末XRD表征69
• 3.4.3 紅外分析光譜(IR)69-70
• 3.4.4 熱重(TG)分析70-71
• 3.5 本章小結71-72
• 第4章 結論與展望72-74
• 參考文獻74-87
• 作者簡介87-88
• 致謝88-89
• 附錄89-97

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜亞軍;陸曉斌;徐艷;張海珍;王鵬;楊家祥;田玉鵬;薛照明;;一種新的D-π-A型的環(huán)金屬化有機配體的合成與性質[J];安徽大學學報(自然科學版);2010年03期

2 楊家祥;左金林;李林;孔林;許獻云;;一種新型環(huán)金屬化有機配體的合成與性質[J];安徽大學學報(自然科學版);2008年03期

3 林長學,朱錦瞻,魯文杰;含氮、硫有機配體及金屬配合物的合成和生理活性研究[J];廣州化工;1999年04期

4 彭紅云;楊肖娥;;金屬有機配體分析方法及金屬組學研究[J];分析化學;2006年08期

5 田玉鵬,孫梅,施鵬飛,周虹屏,張居舟;一種具有雙光子活性的新型有機配體的合成[J];安徽大學學報(自然科學版);2004年06期

6 丁竹紅;胡忻;;有機配體浸提對湯山礦區(qū)污染土壤元素的溶出效應[J];農業(yè)環(huán)境科學學報;2009年10期

7 宋斌;任軍;楊鵬;左金林;楊家祥;田玉鵬;陶緒堂;蔣民華;;一種新型含卟啉的環(huán)金屬化有機配體的設計、合成與性質[J];功能材料;2011年09期

8 周興旺,葉劍良,陳忠,陳志偉,黃培強;含有機配體的活性雙過氧釩配合物與組氨酸的相互作用研究[J];化學學報;2002年05期

9 王應紅;陳武勇;周南;尹洪雷;;SO_2與重鉻酸鹽的反應及有機配體對產(chǎn)物結構的影響[J];中國皮革;2006年13期

10 李慶遠;季生福;郝志謀;;金屬-有機骨架材料及其在催化反應中的應用[J];化學進展;2012年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于杰輝;侯芹;張瀟;徐吉慶;;幾個鹵或擬鹵化物與有機配體1:1的加合物的結構性質[A];中國化學會第二十五屆學術年會論文摘要集（下冊）[C];2006年

2 呂存琴;龐先勇;李瑞豐;;量子化學對有機配體配合物的研究[A];第十三屆全國催化學術會議論文集[C];2006年

3 徐進;梁志強;李激揚;于吉紅;徐如人;;系列具有新型拓撲學結構[M(C_(17)H_7O_6)(DMF)L]_8(M=Tb,Er,Y;L=H_2O,DMF)的合成及其熒光研究[A];第十五屆全國分子篩學術大會論文集[C];2009年

4 徐杰;周紅;潘志權;;四核Cu配合物的自組裝[A];大環(huán)化學和超分子化學的新發(fā)展——當前學科交叉的一個重要橋梁——中國化學會全國第十五屆大環(huán)化學暨第七屆超分子化學學術討論會論文摘要集[C];2010年

5 李少斌;張春晶;馬慧媛;于婷婷;劉亨;龐海軍;;有機配體的空間位阻對[β-Mo_8O_(26)]基配位聚合物結構的影響[A];中國化學會第五屆全國多酸化學學術研討會論文摘要集[C];2013年

6 王堯宇;;纏繞型金屬-有機框架材料的可控合成研究[A];第六屆全國物理無機化學會議論文摘要集[C];2012年

7 錢國棟;陳邦林;崔元靖;肖云清;;稀土-有機框架物的分子和離子識別研究[A];第十五屆全國分子篩學術大會論文集[C];2009年

8 鐘勁茅;張正華;畢明亮;田月;孫為銀;;1,6-二(3′-吡啶基)-2,5-二氮雜-1,5-已二烯-Eu~(3+)、Tb~(3+)配合物的合成與表征[A];中國化學會第四屆有機化學學術會議論文集[C];2005年

9 祁龍;楊坤;;若干種新型的金屬有機骨架材料的初步制備[A];第六屆全國環(huán)境化學大會暨環(huán)境科學儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

10 郝洪國;魯統(tǒng)部;;大環(huán)穴醚有機配體對水分子的氧化作用[A];全國第十六屆大環(huán)化學暨第八屆超分子化學學術討論會論文摘要集[C];2012年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐進;基于多羧酸配體的金屬有機骨架材料的合成、表征及性質研究[D];吉林大學;2011年

2 劉宇奇;含N、O有機配體和過渡金屬的配位組裝、結構及性質研究[D];昆明理工大學;2014年

3 陳珍霞;新型有機—無機雜化網(wǎng)絡結構材料的合成及表征[D];復旦大學;2007年

4 鄭冰;以四齒羧酸為有機配體的配位聚合物的合成，結構及性質研究[D];吉林大學;2012年

5 王鑫;調控含氮有機配體構建多酸雜化化合物[D];東北師范大學;2013年

6 施展;無機—有機雜化晶體材料的合成與結構表征[D];吉林大學;2002年

7 曹文秀;金屬有機骨架材料的制備及其在儲氫和生物質轉化方面的應用[D];華南理工大學;2012年

8 馬建平;以芴、8-羥基喹啉和聯(lián)苯二酚類有機配體構建的MOFs的離子識別與分離、熱致變色及催化氧化性質的研究[D];山東師范大學;2013年

9 劉啟奎;基于五元雜環(huán)橋聯(lián)有機配體及熒光素有機配體的自組裝化學和性質研究[D];山東師范大學;2010年

10 于洋;以多類剛性有機配體為骨架的多孔MOFs的構建及其傳感性質研究[D];山東師范大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梁艷玲;堿金屬和有機配體對普魯士藍類配合物催化性能影響的研究[D];蘭州大學;2015年

2 邵佳;基于巰基嘧啶類衍生物構筑配合物的合成及性能研究[D];中北大學;2016年

3 王秀茹;吡唑羧酸類配體構筑的金屬有機骨架化合物的合成、結構與性質研究[D];吉林大學;2016年

4 歐曉鵬;從無機簇到有機配體的手性傳遞：構筑具有選擇性捕獲特征的動態(tài)納米容器[D];吉林大學;2016年

5 樊志強;以5，5'，1，，4-丁二炔間苯二甲酸為有機配體的金屬—有機骨架化合物的合成和結構表征[D];吉林大學;2012年

6 單增梅;磺酸—羧酸有機配體及其金屬—有機配體化合物的合成和表征[D];江西師范大學;2011年

7 夏蕓;含有機配體的多元金屬硒/碲化物的合成，結構及性能研究[D];北京化工大學;2002年

8 張樂杰;染料后修飾金屬有機框架用于金屬識別和吸附[D];大連理工大學;2012年

9 黃超;含氮有機配體的合成及其配位化學研究[D];貴州大學;2015年

10 張大為;2-甲基-4，5-咪唑二羧酸和含氮有機配體配合物及螺環(huán)有機化合物的合成、結構和性質研究[D];天津理工大學;2008年

本文編號：1039720