金属—咪唑羧酸框架材料的合成与性质

发布时间：2017-10-29 18:34

  本文关键词：金属—咪唑羧酸框架材料的合成与性质

  更多相关文章： 金属-有机框架材料 金属节点 咪唑羧酸配体 非均相催化 活性位点 脱氢交叉偶联反应

【摘要】：金属-有机框架材料(Metal-organic frameworks, MOFs)是由有机配体桥联金属离子节点形成的一类多孔材料,具有重要的研究价值。其中,MOFs在非均相催化领域的研究较为广泛。相对于其他的催化剂,MOFs具备更多优点：通过单晶X-射线衍射可以解析出明确的晶体结构;通过结构设计及后修饰性易于调控催化活性位点的种类与分布；材料的多孔性可以提供合适的催化反应微环境；非均相催化特性,使得催化剂可以多次回收重复利用。本论文基于构筑的MOFs结构特点及活性位点的种类选择性地探究了它们的催化活性,主要工作包括：设计并合成了咪唑羧酸配体(5-咪唑基间苯二甲酸,H2L),选用过渡金属离子(Cu2+, Ni2+, Pb2+, Co2+, Zn2+, Mn24)为节点,通过调节溶剂种类及比例、温度、pH等晶体生长条件,以自组装方式成功合成出七个结构新颖的金属-有机框架材料。利用单晶X-射线衍射、多晶X-射线衍射、红外光谱、热重及元素分析等手段对其进行表征与分析,比较了化合物的结构特点。根据化合物的结构及活性位点种类,我们对化合物1([Cu2L(H2O)]·2Cl·2DMF·4H2O)进行稳定性及吸附测试,确定化合物1具有稳定的结构及孔道,可以容纳底物分子进入,将其针对性地应用到催化脱氢交叉偶联反应,并与均相催化剂及HKUST-1相比较,化合物1具有更优越的催化活性。
【关键词】：金属-有机框架材料 金属节点 咪唑羧酸配体 非均相催化 活性位点 脱氢交叉偶联反应
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 研究背景10-48
• 1.1 金属-有机框架材料简介10
• 1.2 金属-有机框架材料功能应用的研究进展10-11
• 1.3 金属-有机框架材料作为非均相催化剂的研究进展11-15
• 1.3.1 与催化相关联的金属-有机材料组装介绍11-13
• 1.3.2 MOFs作为非均相催化剂的表征方法13-15
• 1.4 金属-有机框架材料活性催化位点简介15-34
• 1.4.1 不饱和配位金属位点15-29
• 1.4.2 金属有机配体29-32
• 1.4.3 功能有机活性位点32-34
• 1.5 选题依据和研究内容34-36
• 1.6 参考文献36-48
• 第2章 Cu~(2+)构筑的金属-有机框架材料合成及催化性质研究48-70
• 2.1 所需试剂及仪器48-50
• 2.1.1 实验所需试剂48-50
• 2.1.2 实验所用仪器型号及参数50
• 2.2 5-咪唑基间苯二甲酸配体(H_2L)的合成及结构表征50-52
• 2.3 [Cu_2L(H_2O)]·2Cl·2DMF·4H_20(化合物1)的合成及结构表征52-56
• 2.4 化合物1的催化性质研究56-68
• 2.4.1 催化剂的稳定性表征57-58
• 2.4.2 化合物1催化脱氢交叉偶联反应研究58-60
• 2.4.3 化合物1催化CDC反应的试验调控60-65
• 2.4.4 催化反应场所探究65-66
• 2.4.5 与HKUST-1催化活性比较66-67
• 2.4.6 循环再生实验67-68
• 2.5 本章小结68-69
• 2.6 参考文献69-70
• 第3章 Co~(2+)/Zn~(2+)/Ni~(2+)/Pb~(2+)/Mn~(2+)构筑的配位聚合物合成及结构表征70-90
• 3.1 所需试剂及仪器70-71
• 3.1.1 实验所需试剂70-71
• 3.1.2 实验所用仪器型号及参数71
• 3.2 基于H_2L配体的金属-有机框架材料(化合物2-7)合成及结构表征71-87
• 3.2.1 [CoL(H_2O)_2]·H_20(化合物2)的合成及结构表征71-73
• 3.2.2 [ZnL(H_2O)_2]·H_20(化合物3)的合成及结构表征73-75
• 3.2.3 [ZnL(H_2O)]·2H_20(化合物4)的合成及结构表征75-78
• 3.2.4 [MnL(H_2O)_2]·H_20(化合物5)的合成及结构表征78-79
• 3.2.5 [NiL(H_2O)·(HCOOH)]·(C_2H_7N)(化合物6)的合成及结构表征79-81
• 3.2.6 [Pb_6L_4(H_2O)_2·(HCOOH)]·3Cl(化合物7)的合成及结构表征81-87
• 3.3 本章小结87-89
• 3.4 参考文献89-90
• 第4章 总结与展望90-91
• 4.1 总结90
• 4.2 展望90-91
• 第5章 附录91-100
• 第6章 硕士期间在校研究成果100

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本文编号：1114218