基于2-（1氢-1,2,4-三氮唑-1-基）对苯二甲酸构筑的金属有机框架及其性能的研究
发布时间：2020-12-29 06:42
金属-有机框架（MOFs）是一种有潜力的晶态微孔材料,通常由金属离子/金属簇和含有官能团的桥连有机配体通过配位键和弱相互作用自组装形成的。在过去的几十年里,它已引起了科研工作者们极大的兴趣,原因不仅在于它们具有丰富多彩的结构,还在于它们具有巨大的潜在应用,如磁性、气体存储/分离、荧光、离子交换和催化作用等等。由于MOFs具有高比表面积、高孔隙率、结构和功能多样性等特点,本论文主要研究了MOFs在吸附、固态荧光和荧光传感性能方面的应用。在本论文中,作者选用2-（1氢-1,2,4-三氮唑-1-基）对苯二甲酸（H2L）作为有机配体,与过渡金属Zn（II）离子和镧系金属离子通过溶剂热合成法成功地构筑了8例MOFs:{[Sm（L）1.5（H2O）]·4H2O}n（1）、{[Eu（L）1.5（H2O）]·4H2O}n（2）、{[Gd（L）1.5（H2O）]·4...
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
配合物ZJU-195的3D结构：(a)273K时ZJU-195a对C2H2(紫色)、CO2(橙色)和CH4(蓝色)
因是其孔道中含有以下活性位点：(1)开放的金属位点[23]；(2)路易斯碱性位点[24]；(3)极性基团等[25]。就这样 MOFs 被选为理想的吸附材料，尤其是被用于工业上来自于废气和填埋气体混合物中的 CO2的选择性吸附和分离。2018 年，Madhab C. Das 课题组利用 3,3'-azobis(pyridine) (L)、4,4'-oxybis(benzoic acid)(H2OBA)和 Co(NO3)2·6H2O 在溶剂热条件下合成了{[Co(OBA)(L)0.5]·S}n((IITKGP-8, S =disordered solvents)[26](图 1.2)。IITKGP-8 的 X-射线单晶衍射研究表明，它是一个在 c 轴方向上含有 1D 菱形孔道的 3D 框架结构的配合物，孔隙率为 34.2%，孔道表面被裸露的azo 官能团所修饰。从气体吸附测试图来看，活化的 IITKGP-8 对 CO2有极高的量(273 K/1bar 为 55.4 cm3g-1和 295 K/1 bar 为 26.5 cm3g-1)，而在相同的条件下对 CH4和 N2有极低的吸附量；CO2/N2的选择性 273 K/1 bar 时为 106，295 K/1 bar 时为 43.7，CO2/CH4的选择性 273 K 时为 17.7，295 K 时为 17.1，这表明 IITKGP-8 对 CO2/N2有极高的选择性分离，对 CO2/CH4有适宜的选择性分离。
大的应用价值。随着社会信息量的日益增多，人们对信息有着大量的需求，而人的记忆能力是有限的，这就显得对磁性材料的研究愈加重要。与传统的磁性材料相比，MOFs磁性材料具有更多优点，如：低温合成、可利用修饰配体对材料性能进行调控等，从而制造出多功能复合型磁性材料[33]。2016 年 ， 程 鹏 课 题 组 利 用 Ni-MOF ([Ni3(pyip)2(HCOO)2(H2O)2]n, H2pyip =5-(pyridine-4-yl)isophthalic acid)与 NiO 原位形成了 NiO@MOF 复合材料，该种组合方式导致低于 18 K 的长程磁有序和磁滞回路[34]。磁性研究表明，在室温条件下，χMT 的值为 4.91 cm3K mol 1。在 75-300 K 温度区间，随着温度的降低，χMT 的值缓慢地减小至4.33 cm3K mol 1；然后由 75 K 降到 16 K(Tmin)时，χMT 达到最大值 13.98 cm3K mol 1，这是由于存在铁磁交换作用；再进一步降低温度至2 K，χMT 急剧下降到 3.14 cm3K mol 1[35, 36]，这是由零场分裂或 Ni(II)三聚体之间的反铁磁耦合作用引起。如图 1.3 所示，在低于 18 K 时，存在长程有序的磁性行为。另外，不同频率的交流磁化率变温曲线更进一步地证明了这一结果。
本文编号：2945203
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
配合物ZJU-195的3D结构：(a)273K时ZJU-195a对C2H2(紫色)、CO2(橙色)和CH4(蓝色)
因是其孔道中含有以下活性位点：(1)开放的金属位点[23]；(2)路易斯碱性位点[24]；(3)极性基团等[25]。就这样 MOFs 被选为理想的吸附材料，尤其是被用于工业上来自于废气和填埋气体混合物中的 CO2的选择性吸附和分离。2018 年，Madhab C. Das 课题组利用 3,3'-azobis(pyridine) (L)、4,4'-oxybis(benzoic acid)(H2OBA)和 Co(NO3)2·6H2O 在溶剂热条件下合成了{[Co(OBA)(L)0.5]·S}n((IITKGP-8, S =disordered solvents)[26](图 1.2)。IITKGP-8 的 X-射线单晶衍射研究表明，它是一个在 c 轴方向上含有 1D 菱形孔道的 3D 框架结构的配合物，孔隙率为 34.2%，孔道表面被裸露的azo 官能团所修饰。从气体吸附测试图来看，活化的 IITKGP-8 对 CO2有极高的量(273 K/1bar 为 55.4 cm3g-1和 295 K/1 bar 为 26.5 cm3g-1)，而在相同的条件下对 CH4和 N2有极低的吸附量；CO2/N2的选择性 273 K/1 bar 时为 106，295 K/1 bar 时为 43.7，CO2/CH4的选择性 273 K 时为 17.7，295 K 时为 17.1，这表明 IITKGP-8 对 CO2/N2有极高的选择性分离，对 CO2/CH4有适宜的选择性分离。
大的应用价值。随着社会信息量的日益增多，人们对信息有着大量的需求，而人的记忆能力是有限的，这就显得对磁性材料的研究愈加重要。与传统的磁性材料相比，MOFs磁性材料具有更多优点，如：低温合成、可利用修饰配体对材料性能进行调控等，从而制造出多功能复合型磁性材料[33]。2016 年 ， 程 鹏 课 题 组 利 用 Ni-MOF ([Ni3(pyip)2(HCOO)2(H2O)2]n, H2pyip =5-(pyridine-4-yl)isophthalic acid)与 NiO 原位形成了 NiO@MOF 复合材料，该种组合方式导致低于 18 K 的长程磁有序和磁滞回路[34]。磁性研究表明，在室温条件下，χMT 的值为 4.91 cm3K mol 1。在 75-300 K 温度区间，随着温度的降低，χMT 的值缓慢地减小至4.33 cm3K mol 1；然后由 75 K 降到 16 K(Tmin)时，χMT 达到最大值 13.98 cm3K mol 1，这是由于存在铁磁交换作用；再进一步降低温度至2 K，χMT 急剧下降到 3.14 cm3K mol 1[35, 36]，这是由零场分裂或 Ni(II)三聚体之间的反铁磁耦合作用引起。如图 1.3 所示，在低于 18 K 时，存在长程有序的磁性行为。另外，不同频率的交流磁化率变温曲线更进一步地证明了这一结果。
本文编号：2945203
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/2945203.html
教材专著
