双金属配位聚合物的制备及其催化应用

发布时间：2020-11-06 11:19

　　 由于金属有机配位聚合物表现出特殊的结构和性质,此类材料对催化,传感,吸附分离,生物医药等领域具有极其重要的影响。双金属配位聚合物是近年来新兴的研究热点。此类材料可实现不同金属之间的性能协同与集成,从而提高配位聚合物材料的可设计性,极大拓展配位聚合物材料的应用范围。虽然双金属配位聚合物非常重要,但是将两种金属离子集成于同一配位聚合物体系的研究才刚刚开始,尤其是分子尺度均匀的双金属配位聚合物的制备是科研人员面临一大挑战。本论文基于配位化学中的软硬酸碱理论,选择同时具有化学“软”、“硬”配位基团的双活性配体作为有机构筑基元,成功实现双金属配位聚合物的制备。两种金属离子在配位聚合物中均实现分子尺度均匀分布,因此双金属配位聚合物可作为双金属无机复合材料的理想前驱体。通过热解,实现从双金属有机配位聚合物到具有催化活性的无机纳米复合材料的转变,并对其催化活性进行研究。本论文的工作主要包括两个方面:首先,以甲基丙烯酸根(MAA~-)为双活性有机配体实现Co(MAA)_2/Pd(Ⅱ)双金属配位聚合物纳米带的制备。通过去溶剂化作用对自组装过程进行控制,揭示配位聚合物纳米带的形成机理,发展了制备双金属配位聚合物的方法。并且以双金属配位聚合物纳米带为前驱体,制备了一维Pd/Co_3O_4纳米复合材料,表现出较好的催化活性和磁分离性能。其次,通过对自组装过程的控制,对双金属配位聚合的结构和形貌进行调控,制备Zn(MAA)_2/Pd(Ⅱ)零维微球,一维纳米线,二维片层结构。重点对双金属配位聚合物微球进行系统研究。研究溶剂的组成和性质对双金属配位聚合物的结构和形貌的影响。通过热解,实现了Pd/ZnO纳米复合微球的制备。由于其特殊的分级多孔结构,金属粒子的小尺寸和均匀分布,复合微球对化学还原对硝基苯酚具有较好的催化活性。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：O641.4
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 配位聚合物材料概述
        1.2.1 配位聚合物纳米复合材料的分类
        1.2.2 配位聚合物纳米复合材料的制备方法
        1.2.3 配位聚合物纳米复合材料的结构
        1.2.4 配位聚合物纳米复合材料的性能
        1.2.5 配位聚合物纳米复合材料的应用
        1.2.6 配位聚合物纳米复合材料的研究现状
        1.2.7 配位聚合物纳米复合材料遇到的挑战
    1.3 双金属配位聚合物概述
        1.3.1 双金属配位聚合物的制备方法
        1.3.2 双金属配位聚合物的性能和应用
        1.3.3 双金属配位聚合物的研究现状
        1.3.4 双金属配位聚合物遇到的挑战
    1.4 配位聚合物前驱体法制备无机材料
        1.4.1 配位聚合物前驱体法制备多孔金属氧化物材料
        1.4.2 配位聚合物前驱体法制备多孔碳材料
        1.4.3 配位聚合物前驱体法制备核壳结构材料
        1.4.4 配位聚合物前驱体法制备金属或金属氧化物/碳材料
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 实验内容和方法
    2.1 实验原料及仪器
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器
2/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物纳米带的制备方法'>    2.2 Co（MAA）₂/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物纳米带的制备方法
2·H₂O配位聚合物前驱体的制备方法'>        2.2.1 Co（MAA）₂·H₂O配位聚合物前驱体的制备方法
2 配位聚合物纳米带的制备方法'>        2.2.2 Co（MAA）₂ 配位聚合物纳米带的制备方法
2/Pd（Ⅱ）配位聚合物和Pd/Co₃O₄纳米带的制备方法'>        2.2.3 Co（MAA）₂/Pd（Ⅱ）配位聚合物和Pd/Co₃O₄纳米带的制备方法
2/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物的制备方法'>    2.3 Zn（MAA）₂/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物的制备方法
2·H₂O配位聚合物前驱体的制备方法'>        2.3.1 Zn（MAA）₂·H₂O配位聚合物前驱体的制备方法
2 配位聚合物微球的制备方法'>        2.3.2 Zn（MAA）₂ 配位聚合物微球的制备方法
2 配位聚合物纳米线的制备方法'>        2.3.3 Zn（MAA）₂ 配位聚合物纳米线的制备方法
2 配位聚合物纳米片的制备方法'>        2.3.4 Zn（MAA）₂ 配位聚合物纳米片的制备方法
2/Pd（Ⅱ）配位聚合物微球和Pd/ZnO微球的制备方法'>        2.3.5 Zn（MAA）₂/Pd（Ⅱ）配位聚合物微球和Pd/ZnO微球的制备方法
3O₄复合材料催化性能的测试'>    2.4 Pd/Co₃O₄复合材料催化性能的测试
    2.5 Pd/ZnO复合材料催化性能的测试
    2.6 表征测试手段及方法
        2.6.1 扫描电镜分析（SEM）
        2.6.2 透射电镜分析（TEM）
        2.6.3 X射线衍射分析（XRD）
        2.6.4 傅立叶红外光谱分析（FT-IR）
        2.6.5 X射光电子能谱分析（XPS）
        2.6.6 紫外-可见分光光度计（UV-Vis）
        2.6.7 超导量子干涉仪
        2.6.8 电感耦合等离子体（ICP）
        2.6.9 原子力显微镜（AFM）
        2.6.10 比表面积测试（BET）
1HNMR）'>        2.6.11 液相核磁氢谱（¹HNMR）
        2.6.12 热重分析（TGA）
        2.6.13 差示扫描量热仪（DSC）
2/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物纳米带的制备及催化应用'>第3章 Co（MAA）₂/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物纳米带的制备及催化应用
2·H₂O配位聚合物前驱体的表征'>    3.1 Co （MAA）₂·H₂O配位聚合物前驱体的表征
2 配位聚合物纳米带的表征'>    3.2 Co（MAA）₂ 配位聚合物纳米带的表征
2 配位聚合物纳米带形貌结构表征'>        3.2.1 Co（MAA）₂ 配位聚合物纳米带形貌结构表征
2 配位聚合物纳米带分子结构表征'>        3.2.2 Co（MAA）₂ 配位聚合物纳米带分子结构表征
2/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物纳米带的制备'>    3.3 Co（MAA）₂/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物纳米带的制备
2/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物纳米带的合成机理'>    3.4 Co（MAA）₂/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物纳米带的合成机理
2/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物纳米带的表征'>    3.5 Co（MAA）₂/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物纳米带的表征
2/Pd（Ⅱ）纳米带分子结构表征'>        3.5.1 Co（MAA）₂/Pd（Ⅱ）纳米带分子结构表征
2/Pd（Ⅱ）纳米带形貌结构表征'>        3.5.2 Co（MAA）₂/Pd（Ⅱ）纳米带形貌结构表征
3O₄一维纳米复合材料表征'>    3.6 Pd/Co₃O₄一维纳米复合材料表征
3O₄一维纳米复合材料表面形貌表征'>        3.6.1 Pd/Co₃O₄一维纳米复合材料表面形貌表征
3O₄一维纳米复合材料结构表征'>        3.6.2 Pd/Co₃O₄一维纳米复合材料结构表征
3O₄的催化性质'>    3.7 Pd/Co₃O₄的催化性质
    3.8 本章小结
2/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物微球的制备及催化应用'>第4章 Zn（MAA）₂/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物微球的制备及催化应用
    4.1 去溶剂化方法的普适性
2/Ag（Ⅰ）配位聚合物纳米带和Ag/Co₃O₄纳米带的制备'>        4.1.1 Co（MAA）₂/Ag（Ⅰ）配位聚合物纳米带和Ag/Co₃O₄纳米带的制备
2/Pd（Ⅱ）配位聚合物纳米带和Pd/ZnO纳米带的制备'>        4.1.2 Zn（MAA）₂/Pd（Ⅱ）配位聚合物纳米带和Pd/ZnO纳米带的制备
2 配位聚合物的结构调控'>    4.2 Zn（MAA）₂ 配位聚合物的结构调控
2 配位聚合物微球的表征'>    4.3 Zn（MAA）₂ 配位聚合物微球的表征
2 配位聚合物微球形貌结构表征'>        4.3.1 Zn（MAA）₂ 配位聚合物微球形貌结构表征
2 配位聚合物微球分子结构表征'>        4.3.2 Zn（MAA）₂ 配位聚合物微球分子结构表征
2/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物微球的制备方法'>    4.4 Zn（MAA）₂/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物微球的制备方法
2/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物微球的表征'>    4.5 Zn（MAA）₂/Pd（Ⅱ）双金属配位聚合物微球的表征
2/Pd（Ⅱ）微球形貌结构表征'>        4.5.1 Zn（MAA）₂/Pd（Ⅱ）微球形貌结构表征
2/Pd（Ⅱ）微球分子结构表征'>        4.5.2 Zn（MAA）₂/Pd（Ⅱ）微球分子结构表征
    4.6 Pd/ZnO纳米复合材料表征
        4.6.1 Pd/ZnO纳米复合材料形貌结构表征
        4.6.2 Pd/ZnO纳米复合材料结构表征
    4.7 Pd/ZnO复合材料催化性质表征
    4.8 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

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本文编号：2873073