金属有机骨架的合成和结构表征

发布时间：2017-04-20 20:03

  本文关键词：金属有机骨架的合成和结构表征，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属有机骨架(MOFs)配位化合物作为一种新型有机无机杂化材料,具有高空隙率、孔道尺寸形状可调性、易于功能化等优点,在气体存储和分离、催化、载药、光电磁性材料等领域展示了良好的应用前景。作为一种新型多孔固态材料,由于其广泛的应用价值,更加应该深入了解其结构特性,从其微观的分子间作用及排布开始,深刻理解某些规则聚集所表现出来的特殊性质,利用分子间的作用力,有目的的设计金属有机骨架的结构,使其表现出一定的物理化学性质。而如何设计并合成金属有机骨架(MOFs)单晶是现在科研领域重点。 本论文以过渡金属Zn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)为中心离子,以1,4-对苯二甲酸根、4,4’-联苯二甲酸根、异烟酸根为阴离子配体、1,10-菲Up啉为中性配体,通过溶剂热和扩散法制备配位化合物,构筑1D、2D、3D的空间结构,培养该配合物的单晶,得到七个金属有机配位物：(Ⅰ) Zn(HCO2)3(C2H8N)、(Ⅱ)Zn2(HCO2)4(H2O)4(Ⅲ)[Zn(4,4·-BDA)(Phen)]2·HCON(CH3)2、(Ⅳ)[Zn(4,4'-BDA)(Phen)]2、(Ⅴ) Zn(ISN)2(a)、(VI) Zn(ISN)2(b)、(Ⅶ) Co(BDC)·(DMF)(H2O),并用X单晶衍射测定单晶结构,从而研究分子间作用力。 通过对这七个配合物晶体结构分析和讨论,得到以下几个结论。 1.溶剂热法中水作为混合溶剂的一种时,对晶体结构有着很重要的作用。作为一种弱配体,H20在结构成型上可以参加配位,或者影响其他配体配位,对MOFs结构设计合成时要注意对H20的运用。 2.对晶体结构(Ⅴ)和结构(Ⅵ)研究发现,不同的实验方法对的晶体3D结构有重要影响。 3.Zn(Ⅱ)能采取四、五、六配位方式,不同的配位方式得到不同的晶体结构。而形成M-O配位键时,共价键和离子键共同作用。 4.通过配合物的3D结构发现,氢键和芳环堆积对多维结构形成有很重要的作用。
【关键词】：金属有机骨架 配位 晶体结构
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O627
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 绪论9-25
• 1.1 金属有机骨架——金属有机化学的前沿10-19
• 1.1.1 金属有机骨架的历史背景和现状11-13
• 1.1.2 金属有机骨架的结构特性13-15
• 1.1.3 金属有机骨架的吸附性能15-16
• 1.1.4 金属有机骨架的催化性能16-18
• 1.1.5 金属有机骨架的其他性能18-19
• 1.2 金属有机骨架合成的方法19-22
• 1.2.1 水热和溶剂热法19-20
• 1.2.2 扩散法20-21
• 1.2.3 其他方法21-22
• 1.3 本文研究的内容、方法和体系选择22-25
• 1.3.1 本文研究内容22
• 1.3.2 本文研究方法22-23
• 1.3.3 本文研究体系23-25
• 第二章 甲酸根Zn(Ⅱ)配合物合成,表征和结构研究25-35
• 2.1 配合物的合成、单晶培养25-26
• 2.1.1 实验试剂25
• 2.1.2 (Ⅰ)Zn(HCO_2)_3(C_2H_8N)合成、单晶培养25
• 2.1.3 (Ⅱ)Zn_2(HCO_2)_4(H_2O)_4合成、单晶培养25-26
• 2.2 晶体结构的测定和解析26-29
• 2.2.1 单晶衍射数据收集26
• 2.2.2 单晶结构解析以及分析所用软件26
• 2.2.3 晶体结构26-29
• 2.3 晶体结构讨论29-33
• 2.4 本章小结33-35
• 第三章 邻菲哆啉4,4-联苯二甲酸根Zn(Ⅱ)配合物的合成,表征和结构研究35-49
• 3.1 配合物的合成、单晶培养35-36
• 3.1.1 实验试剂35
• 3.1.2 (Ⅲ)[Zn(4,4’-BDA)(Phen)]_2·HCON(CH_3)_2合成、单晶培养35-36
• 3.1.3 (Ⅳ)[Zn(4,4’-BDA)(Phen)]_2合成、单晶培养36
• 3.2 晶体结构的测定和解析36-42
• 3.2.1 单晶衍射数据收集36
• 3.2.2 单晶结构解析以及分析所用软件36-37
• 3.2.3 晶体结构37-42
• 3.3 晶体结构讨论42-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 异烟酸根Zn(Ⅱ)配合物的合成,表征和结构研究49-60
• 4.1 配合物的合成、单晶培养49-50
• 4.1.1 实验试剂49
• 4.1.2 (Ⅴ)Zn(ISN)_2(a)合成、单晶培养49-50
• 4.1.3 (Ⅵ)Zn(ISN)_2(b)合成、单晶培养50
• 4.2 晶体结构的测定和解析50-54
• 4.2.1 单晶衍射数据收集50
• 4.2.2 单晶结构解析以及分析所用软件50
• 4.2.3 晶体结构50-54
• 4.3 晶体结构讨论54-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第五章 对苯二甲酸Co(Ⅱ)配合物的合成,表征和结构研究60-68
• 5.1 配合物的合成、单晶培养60
• 5.1.1 实验试剂60
• 5.1.2 (Ⅶ)Co(BDC)·(DMF)(H_2O)合成、单晶培养60
• 5.2 晶体结构的测定和解析60-64
• 5.2.1 单晶衍射数据收集60-61
• 5.2.2 单晶结构解析以及分析所用软件61
• 5.2.3 晶体结构61-64
• 5.3 晶体结构讨论64-66
• 5.4 本章小结66-68
• 第六章 新配体H_2L1、H_2L2的合成、表征68-75
• 6.1 配体的合成和表征68-74
• 6.1.1 实验试剂68
• 6.1.2 NMR数据收集68-69
• 6.1.3 H_2L1的合成和表征69-71
• 6.1.4 H_2L2的合成和表征71-74
• 6.2 展望74-75
• 第七章 结论75-79
• 7.1 配合物的设计和单晶培养75-77
• 7.1.1 H_2O对结构的影响75-76
• 7.1.2 实验方法对结构的影响76-77
• 7.2 配位情况的研究77
• 7.3 多维结构77-79
• 参考文献79-89
• 攻读硕士期间发表文章89-90
• 致谢90

【共引文献】

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