本論文研究工作主要包括三部分內(nèi)容:一、設(shè)計(jì)并合成了三種不同的有機(jī)配體:H_3L1,H_4L2,DPD;二、利用配體H_3L1和Cd~(2+)自組裝得到具有棒狀次級構(gòu)筑單元的三維薄片狀晶體材料MOF 1,并測試了其發(fā)光和氣體吸附性能;三、利用配體H_4L2和DPD與Co~(2+)自組裝得到具有五核鈷簇的三維紫黑色晶體材料MOF 2,磁性測試表明其分子存在較強(qiáng)的鐵磁相互作用,并通過溫度和溶劑的雙重刺激得到具有雙核鈷簇的深黃色晶體MOF 3和單核鈷簇的淺黃色晶體MOF 4。1.設(shè)計(jì)并合成了三種不同的有機(jī)配體分別是:半剛性三羧酸配體4',4'',4'''-(nitrilotris(methylene))tris([1,1'-biphenyl]-4-carboxylic acid)(H_3L1);半剛性的四羧酸配體5-(bis(4-carboxybenzyl)amino)isophthalic acid(H_4L2)和具有柔性支鏈的剛性配體4,4'-(2,5-diethoxy-1,4-phenylene)dipyridine(DPD),并對三種配體進(jìn)行了表征。2.采用配體H_3L1和Cd~(2+)通過溶劑熱法自組裝反應(yīng)得到一例結(jié)構(gòu)新穎的配合物單晶材料(MOF 1)。單晶衍射結(jié)果表明,該MOF框架中存在棒狀次級構(gòu)筑單元(rod SBU)。通過粉末衍射、熱重、紅外等手段對晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,同時(shí)測試了其發(fā)光性能,結(jié)果顯示在313 nm的光照激發(fā)下,得到最大發(fā)射波長為387.6 nm的可見藍(lán)紫光。此外,氣體吸附測試表明,MOF 1具有較好氣體吸附性能。3.我們以半剛性四羧酸配體H_4L2和具有柔性支鏈的剛性配體DPD與Co~(2+)通過溶劑熱反應(yīng)構(gòu)筑了一例紫黑色的具有五核鈷簇的三維配合物MOF 2。通過粉末衍射、熱重、紅外等手段對其晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,同時(shí)測試了其磁學(xué)性質(zhì),結(jié)果顯示,分子內(nèi)存在較強(qiáng)的鐵磁相互作用。最后,分別在DMA/H_2O(2 mL/2 mL),95°C時(shí)得到了MOF 3;在DMA/H_2O(1 mL/2 mL),90°C時(shí)得到了MOF 4。實(shí)現(xiàn)了溫度和溶劑的雙重刺激下,單晶結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。
【學(xué)位單位】：安慶師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：O641.4
【部分圖文】：

(a)MOF-5[9]的結(jié)構(gòu)

4穩(wěn)定不變（圖1.2）。他們在結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的探究，對提升吸附性能有開拓性的作用[16-18]。圖1.2(a)[Zn4O(CO2)6]簇通過配體形成孔道結(jié)構(gòu)[9]；(b)MOF-5在8K時(shí)的N2吸附曲線[9]目前很多配合物在77K溫度時(shí)有較高的H2吸附能力。以下是兩種多孔材料的情況，NU-100[19]比表面積為6143m2·g-1,77K時(shí)的H2吸附量為99.5mg·g-1。NJU-Bai9[20]比表面積為4258m2·g-1,77K和100bar時(shí)，H2的吸附量為92.2mg·g-1(圖1.3)[21]。圖1.3(a-c)這四種籠子的總體填充方式NJU-Bai9的氣體吸附數(shù)據(jù)[20]；(d)高壓H2吸附（77K）[20];(e)高壓CO2吸附（上方:273K下方:298K）[20](a)(b)(d)(e)

51.1.4.2催化材料穩(wěn)定的新型大孔MOFs材料讓人們產(chǎn)生了極大的興趣。構(gòu)筑MOFs材料時(shí)，我們不僅能夠添加配位側(cè)基團(tuán)或者改變基團(tuán)，得到催化活性的位點(diǎn)，也能利用手性配體構(gòu)筑一些具有催化性能的MOFs材料。周宏才課題組合成兩個(gè)手性的MOF:PCN-100和PCN-101。用合成的MOF來催化反應(yīng)，反應(yīng)物為苯甲醛時(shí)，產(chǎn)率分別為93%和96%。當(dāng)其為4-聯(lián)苯甲醛時(shí)，產(chǎn)率為58%和65%。當(dāng)為二苯甲酮時(shí)，反應(yīng)沒有進(jìn)行(圖1.4)[22]。圖1.4PCN-100/101孔徑和形狀的的選擇性催化反應(yīng)[22]王博研究小組[23]報(bào)導(dǎo)了三個(gè)MOF:BIT-101、BIT-102和BIT-103。比較有意思的是，BIT-102和BIT-103在沒有溶劑、鹵素和任何添加劑和助催化劑存在的情況下，在CO2的環(huán)加成反應(yīng)中展現(xiàn)出了非常好的催化性能，轉(zhuǎn)化率和選擇性可分別達(dá)到100%和95.2%(圖1.5)。圖1.5BIT-103的結(jié)構(gòu)圖及催化效果圖[23]
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 沈昊宇,廖代正;超級材料——高維分子基鐵磁體的設(shè)計(jì)與合成[J];化學(xué)進(jìn)展;1999年02期

2 劉斌,楊光明,廖代正;向高T_c挑戰(zhàn)——配合物型分子磁體的設(shè)計(jì)與合成[J];功能材料;1997年06期

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2 孫贊;含氮雜環(huán)類配體及其配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)和性能研究[D];西北師范大學(xué);2013年

3 宋維玲;雙羧酸化合物的合成、結(jié)構(gòu)及配位性能研究[D];青島科技大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2882890