基于三唑基苯膦酸双官能团配体的配位聚合物合成及性质研究

发布时间：2017-11-24 00:16

  本文关键词：基于三唑基苯膦酸双官能团配体的配位聚合物合成及性质研究

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【摘要】：多孔配位聚合物(PCPs)具有比表面积大、孔径可调节、易功能化等优点,在气体存储、吸附分离、磁性、荧光、催化和载药等方面有巨大的潜在应用价值。在PCPs材料中,膦酸类配位聚合物因良好的稳定性而受到关注,多结合点而易形成致密相的缺陷限制了它的发展,有报道表明羧基、胺基、羟基等基团修饰的有机膦酸可以构筑结构新颖、性能优异、骨架开放的多孔配位聚合物。本文中我们合成了三唑修饰的苯膦酸配体(H2ptz),期望能合成多孔的膦酸配位聚合物,而且还期望三唑基团能提高目标产物的稳定性。首先我们高度概括了配位聚合物的基本概念、历史发展和目前的研究状况。其中重点总结了膦酸配位聚合物的现状、合成技术和目前存在的问题。根据存在的问题,提出我们本文的研究目标和内容。第一章中介绍了本论文所用的实验器材与实验方法。第二章中通过改变酸度等反应条件,在水热条件下合成了Fe(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)与H2ptz配体自组装的超微孔金属膦酸配位聚合物Cuptz-1、Cuptz-2、 Cuptz-3、Feptz-1和Feptz-2。分析了它们的结构,其中Cuptz-1具有粘土类似的阳离子型层状结构,而在Cuptz-2、Cuptz-3中一维链状结构单元通过膦酸的氢键作用形成了可以容纳多个水分子的超分子微孔结构；与铜的配位属性类似,得到的铁磷酸配位聚合物结构则非常有趣,Feptz-1是一个单分子膜结构,该单分子层是由磷酸四面体、铁八面体组成的六元环微孔结构；而Feptz-2是由硫酸阴离子导向的一种微孔膦酸配位聚合物,去掉模板剂后的孔径是9.4 A。另外还研究了Cuptz-1、Feptz-1等膦酸配位聚合物热稳定性和溶剂稳定性,结果表明Cuptz-1、Feptz-1等这类膦酸配位聚合物具有非常好的热稳定性和溶剂稳定性。第三章中我们合成了一个[Cu_4~ⅠCl]簇构筑的亚铜膦酸配位聚合物,并研究了它在空气中、氮气中的不同发光特性,并通过理论计算探讨了它的发光与猝灭机理。Cuptz-4中的CuⅠ是CuⅡ在水热条件下被甲酸还原而得的。固体荧光研究表明,该化合物在空气中不发射荧光；而在氮气中发射强的绿色荧光,其最大发射波长为510 nm。有趣的是该化合物的荧光在氧气和氮气氛围中是可逆的,因此该化合物可做为一类潜在的O_2传感器材料。我们对该聚合物进行了XPS测试,并结合理论计算提出了能量从Cu到氧气分子转移的荧光猝灭机理。第四章中我们使用铜、亚铁盐与H2ptz配体,得到了3个三核簇结构单元的多孔金属膦酸配位聚合物Cuptz-5、Feptz-3和Feptz-4。Cuptz-5具有一个6 x 14 A的椭圆形孔道,Feptz-3和Feptz-4为价态异质同构体,具有16 A的六边形孔道。我们对Feptz-3和Feptz-4进行了气体吸附表征,Feptz-3和Feptz-4的BET比表面积分别为856 m2"g-1和689 m2.g-1,273K下的C0_2吸附量分别为92 cm3·g~(-1)和68 cm3.g~(-1)。而且Feptz-4对苯基环氧乙烷开环具有很好的催化效果,在甲醇作亲核试剂时,催化产率为96%。第五章中我们总结了本文中的重要成果。
【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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本文编号：1220349