含碳—碳双键的金属—有机框架材料的设计合成及应用

发布时间：2020-03-19 22:16

【摘要】：金属-有机框架材料(MOF)是近年来兴起的一种多孔材料,人们在不断对其进行探究发现由于其独特的高比表面积等的特点而在许多领域有着应用。在进行功能化修饰后,金属-有机框架材料能够因其功能性基团不同而广泛的在气体储存与分离、非均相的催化上产生不同的效果。碳-碳双键这种功能性基团由于其不稳定的特性而很少修饰在MOF材料中。因此,本文分别通过后修饰和直接合成带双键的有机配体的方法,实现了将碳-碳双键修饰至MOF材料中,并且对修饰后的MOF进行了点击化学反应和气体的吸附性测试。本论文的主要工作如下:(1)通过后修饰方法,先合成UiO-66-NH2,然后UiO-66-NH2用与甲基丙烯酸酐进行反应,将碳-碳双键连接到UiO-66-NH2中,然后用核磁共振的方法测试碳-碳双键的转化率。之后用1,8-辛二硫醇与接上双键的UiO-66-NH2在一定的条件下发生“Thiol-ene”点击化学反应,用核磁共振氢谱验证,其转化率为将近90%,说明了点击化学反应的发生。(2)用2,5-二羟基对苯二甲酸和氯甲基苯乙烯为主要原料,在一定的反应步骤和条件下,合成带双键的有机配体,将其进行纯化,核磁表征后,与六水硝酸锌和4,4-联吡啶反应合成新型MOF。然后对MOF进行单晶衍射的测试解析结构,并对其进行气体吸附性测试。发现其在一个大气压下对CO2的吸附量为17.4 cm3/g,而对N2和CH4则没有吸附量。
【图文】：

图１－１不锈钢反应爸逡逑Ｆｉｇ．１－１邋Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ邋ｓｔｅｅｌ邋ｒｅａｃｔｏｒ逡逑

无溶剂,实验仪器,溶剂,机器

逡逑作用。图１－２代表用机器来大量合成ＭＯＦ的例子。逡逑．ｒ逦逡逑图１－２机器喷射（少量溶剂或无溶剂）法大量合成ＭＯＦ（实验仪器（左），喷射合成（右））逡逑Ｆｉｇ．１－２邋Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ邋ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ邋ＭＯＦ邋ｂｙ邋ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ邋（ｌｉｔｔｌｅ邋ｓｏｌｖｅｎｔ邋ｏｒ邋ｎｏ邋ｓｏｌｖｅｎｔ）邋（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ邋（ｌｅｆｔ），逡逑Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ邋（ｒｉｇｈｔ））逡逑成ＭＯＦ的过程，从图１－２左图是合成需要的仪器，实验方法为将原料与少量溶剂或者不逡逑用溶剂进行混合后加入到如图中的加料口中（Ｆｅｅｄｐｏｒｔ），然后混合原料通过中间的旋塞逡逑桶，在旋塞桶中进行加热，旋塞不断往前推进，这样将原料不断挤压加热使之变为熔融逡逑态，然后再进行冷却将产物从出料口（Ｅｘｉｔ邋ｐｏｒｔ）喷射出，如图丨－２右图所示，，实现了邋ＭＯＦ逡逑的批量生产。逡逑这种新型的方法适用于合成传统的、稳定性特别好的ＭＯＦ材料，例如ＨＫＵＳＴ－１等逡逑ＭＯＦ
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.4;O647.3

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