金属有机骨架多孔材料的调控及其性能研究

发布时间：2017-04-06 05:05

  本文关键词：金属有机骨架多孔材料的调控及其性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属有机骨架配合物(MOFs)是具有一维、二维或者三维的周期性无限网络结构的晶体材料。MOF材料不仅具有新颖的网络拓扑结构,而且在气体吸附与分离、催化、传感等方面拥有很大的潜在应用价值,由此,MOF材料成为当今化学与材料科学界一个快速发展的领域。根据有机配体和中心金属离子或金属簇的配位几何环境可以有目的的设计出具有特定功能的MOF材料,使科学家们对多功能的配合物的设计充满了期待。在本论文中,我们选择甲酸、1,3,5-均苯三甲酸、1,3-间苯二甲酸、异烟酸、1,3,5-三(4′-羧苯基)苯(BTB)、2,4,6-三(4′-羧苯基)1,3,5-三嗪(TATB)为有机配体,期望合成一系列具有新颖结构的配位聚合物。论文分为五个章节:第一章对配位聚合物的概念、发展历程、合成方法、结构特点做了简要的概述,并简要的介绍了MOF材料在实际应用方面的探索和发展。另外还给出了研究的目的和内容。第二章主要介绍前驱体法和辅助试剂控制合成甲酸的铜、铁配位聚合物。并对部分晶体进行了X射线粉末衍射(XRD)、热重分析(TGA)以及氮气吸附测试。第三章主要叙述了前驱体法、杂原子法和研磨辅助溶剂法合成的七种以间苯二甲酸、异烟酸为配体的配位聚合物,其中AF-3、AF-4是期望的三维结构,通过热处理脱去客体后,展现了永久孔的特性,其langmiur比表面积分别为789 m2/g和738 m2/g。第四章主要通过多组分合成法,合成以C3对称性配体,如均苯三甲酸(BTC)、1,3,5-三(4′-羧苯基)苯(BTB)、2,4,6-三(4′-羧基苯基)-1,3,5-均三嗪(TATB)这样配体的配位聚合物。通过多金属原子、多种配体和多种溶剂混合,得到了16种配位聚合物。通过多金属离子组合合成结构新颖的配位聚合物CF-2、CF-6、CF-7、CF-10、CF-11,另外通过杂原子的掺杂改变了骨架的电荷和功能,如CF-3、CF-7、CF-8和CF-9。并对部分配位聚合物进行了X射线粉末衍射(XRD)、EDS能谱分析和N2吸附。N2吸附实验表明CF-10、CF-11有较高的比表面积和大的开放孔。第五章对得到的研究成果加以归纳总结。总结重要的合成方法和合成规律。
【关键词】：金属有机骨架材料 配位聚合物 羧酸配体 金属簇 多组分组装
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O627
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-15
• 本论文中所用到的缩写和符号15-16
• 第1章 前言16-38
• 1.1 配位聚合物概述16-18
• 1.2 配位聚合物的结构特点18-23
• 1.2.1 结构多样性18-19
• 1.2.2 多孔性及高的比表面积19-21
• 1.2.3 高热稳定性和化学稳定性21-22
• 1.2.4 孔道可调控性22-23
• 1.3 配位聚合物的合成方法23-27
• 1.3.1 溶剂热法23-24
• 1.3.2 扩散法24
• 1.3.3 离子热合成法24-25
• 1.3.4 机械化学法（球磨法）25-26
• 1.3.5 超声合成法26
• 1.3.6 电化学合成法26-27
• 1.4 配位聚合物的应用27-36
• 1.4.1 气体吸附与分离27-29
• 1.4.2 催化作用29-31
• 1.4.3 发光性质31-32
• 1.4.4 磁性方面应用32-34
• 1.4.5 电化学方面应用34-36
• 1.5 本课题研究目的及意义36
• 1.6 研究内容36-38
• 第2章 甲酸构建的配位聚合物及其性质表征38-54
• 2.1 引言38-39
• 2.2 实验部分39-42
• 2.2.1 实验材料39
• 2.2.2 配位聚合物的合成39-40
• 2.2.3 结构测试40
• 2.2.4 其他测试40-42
• 2.3 结果与讨论42-50
• 2.3.1 晶体结构42-47
• 2.3.2 物理化学性质47-50
• 2.4 结论50-54
• 第3章 二连接配体构建的配位聚合物及其性质54-72
• 3.1 引言54
• 3.2 实验部分54-59
• 3.2.1 实验原料54-55
• 3.2.2 配位聚合物的合成55-56
• 3.2.3 结构测试56
• 3.2.4 其他测试56-59
• 3.3 结果与讨论59-67
• 3.3.1 晶体结构59-66
• 3.3.2 气体吸附66-67
• 3.4 结论67-72
• 第4章 三连接羧酸配体构建的配位聚合物及其性质72-110
• 4.1 引言72
• 4.2 实验部分72-81
• 4.2.1 实验原料72-73
• 4.2.2 配位聚合物的合成73-75
• 4.2.3 结构测试75-76
• 4.2.4 其他测试76-81
• 4.3 结果与讨论81-95
• 4.3.1 晶体结构81-92
• 4.3.2 物理化学性质92-95
• 4.4 结论95-110
• 第5章 结论110-111
• 致谢111-112
• 参考文献112-121

【参考文献】

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1 范弘铭;纳米孔结构配位聚合物的合成与性能研究[D];辽宁大学;2011年

  本文关键词：金属有机骨架多孔材料的调控及其性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：288290