氮修饰金属有机框架的结构调控与性质研究

发布时间：2018-03-21 12:01

  本文选题：金属-有机框架　切入点：结构调控　出处：《青岛科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：金属有机框架是无机金属离子和有机配体通过配位键的作用连接形成的一种具有规律性网络结构的多孔材料。MOFs为晶态材料,可通过单晶X射线衍射准确表征内部结构,从而可以方便研究其构效联系。由于有机配体几何构型、配体大小、官能团以及与金属离子配位模式的多样性,使得金属有机框架的结构有无限多的可能性。由于MOFs具有孔结构有序、孔径大小可调控且孔表面可修饰性等特点,因此MOFs在多个领域具有潜在的应用价值。本文即通过结构调控合成了6例新型结构的MOFs材料,对其进行了表征并分别研究了其合成规律、气体吸附分离性质、催化性质、荧光性质。具研究内容如下:(1)以3,5-二(4-吡啶基)-1,2,4-三唑(Hdpt)与噻吩-2,5-二羧酸(H2tdc)两种配体通过溶剂热法合成得到了三种不同的新型MOFs,分别为[Cu(Hdpt)(tdc)(H_2O)]_n(PF-1),{[Cu_2(dpt)2(tdc)2]·2DMF}n(PF-2)和[Cu_2(dpt)(tdc)]_n(PF-3)。通过精确的调控实验反应条件,可以准确地合成纯相晶体,而且研究发现了三种晶体之间的合成规律。研究过程中发现了PF-1到PF-3的晶体转化,并观测到了转化过程的中间状态,通过分析框架结构推测总结了晶体转化的原因。另对三种MOFs的气体吸附和分离性能做了进一步研究,相对于PF-1和PF-2,PF-3的气体吸附性能有了极大的提高。(2)以2′-胺基-[1,1′:4′,1″-三联苯]-3,3″,5,5″-四羧酸(H_4ATPTB)为配体,合成了两例新型MOFs,[Cu_2(ATPTB)(H_2O)_2](PF-4)和[In(ATPTB)]_n(PF-6)。并研究两个材料的气体吸附性能,发现胺基修饰的PF-4气体吸附性能有明显的提高,计算了其CO2和CH_4的分离比及吸附热。同时研究发现PF-4对4-硝基苯酚还原反应有良好的催化作用,催化效果比常用的非均相催化剂CuO提高了近5倍,接近了均相催化剂Cu(OAc)2的催化效率。(3)以2′5′-二甲基-[1,1′:4′,1″-三联苯]-3,3″,5,5″-四羧酸(H_4DMTPTB)为配体,合成了一例新型Zn-MOF,[Zn_2(DMTPTB)·(H_2O)_2]_n(PF-5)。研究发现PF-5对不同的溶剂客体分子具有不同的荧光响应,可作为一种常用溶剂的识别材料。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O641.4

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本文编号：1643760