含稀土（簇）金属有机框架材料的合成及性能研究

发布时间：2017-11-03 19:12

  本文关键词：含稀土（簇）金属有机框架材料的合成及性能研究

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【摘要】：金属有机骨架材料(MOFs)又可以被称为多孔配位聚合物(PCPs),它是一种新型的多孔骨架材料。多核镧系金属有机骨架材料(]Ln-MOFs)作为一种多功能性的材料表现出许多特殊性质,这些特殊性质使这种骨架材料在许多领域具有潜在的应用,如气体储存、发光、催化、传感、离子交换等。Ln-MOFs由于其镧系元素离子的4f电子层具有独特的电子层结构,因此在荧光和传感等领域具有广泛的应用前景。然而,多核稀土簇的设计和合成是一个重要的和具有挑战性的任务。最近随着对多核稀土簇研究的快速发展,以稀土簇作为构筑单元合成功能性MOF引起了化学家和材料学家的关注,正是由于不同的有机配体和金属盐的组合会体现出不同的功能,所以对于合成功能性MOFs来说金属离子和有机配体的选择是很重要的。本文选择2',5'-二甲基三联苯-4,4"-二羧酸(H2L),2'-氨基-1,1'：4',1"-三联苯-4,4"-二羧酸(H2tpd-NH2),4,4'-二苯乙烯二羧酸(H2SDA)和4'-(1H-四氮唑-5)-联苯-3,5-二羧酸(H3TZPI)四种有机配体分别与稀土硝酸盐成功合成了五种稀土金属有机框架材料,通过用X-射线单晶衍射仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、元素分析、热重分析(TGA)、和X-射线粉末衍射仪(XRD)分别对合成的稀土金属有机框架材料的结构和性质进行了分析与表征,并对其晶体进行了荧光性质探究。本文共分为四个部分：首先,主要介绍了多核稀土有机框架材料的研究进展,并且对本课题的研究意义及进展做了报道。第一章利用线性配体分别与硝酸铕、硝酸铽在溶剂热的条件下合成了四个六核稀土金属有机框架材料,[(CH3)2NH2]2[Ln6(μ3-OH)8(L)6]·(solv)x [Ln=Eu(1), Tb(2)], [(CH3)2NH2]2[Eu6(μ3-OH)8(tpd-NH2)6]·(solv)x (4)和[Eu6(μ3-O H)8(SDA)6]·(solv)x(5),并且对他们的结构和性质做了分析研究,1、2、4是同构的,是一个桥联构建的面心立方拓扑六核簇,由配位羧酸碳原子作为拓展点,作为立方八面体的顶点,形成的一个面心立方网络结构,而5是二维层状结构的六核稀土簇合物。3是在2的基础上引入Eu3+的浓度,形成一个发光可调的Eu/TbMOF,另外又对1、2、3的荧光做了表征。第二章我们利用4'-(1H-四氮唑-5)-联苯-3,5-二羧酸(H3TZPI)配体和稀土硝酸盐(Tb(NO3)3·6H2O)在溶剂热反应的条件下成功的合成了一个新的稀土金属有机框架材料,{[Tb2(TZPI)2(DMF)4(H2O)4]·4H2O}n(6),并对其结构以及性质做了研究。研究表明6是一个双核的稀土金属有机框架材料,我们通过荧光光谱对其荧光性质做了表征。第三章为总结部分,是对以上合成的五个配合物的结构及其性质表征做了总结。
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4

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