基于含氮羧酸配体构筑过渡金属配合物的合成及性能研究
发布时间：2021-06-11 12:28
论文的研究内容是在水热或溶剂热的条件下,将过渡金属离子与含氮有机羧酸配体进行混合反应,合成具有新颖结构和特性功能的过渡金属配合物,并对晶体结构进行解析以及对合成的一系列过渡金属配合物进行元素分析、红外光谱、紫外可见吸收光谱、热重分析、XRD等基本性能表征。通过选择不同的有机羧酸配体、金属离子的种类以及反应溶剂和反应温度等来调控配位聚合物的孔道形状、尺寸和晶体的维度,得到具有新颖结构和优异性能的过渡金属配合物,为指导后续配位聚合物的定向合成及预测其相关性能和应用总结出相应的调控规律。探究配合物在磁学、荧光探针和染料吸附等领域的潜在应用,深入探究配位聚合物的结构特点、有机羧酸配体的配位模式对酚基类硝基爆炸物的选择性检测、有机染料的检测和去除的影响,以及有机污染物与配合物相互作用使配合物发生荧光猝灭和染料选择性吸附的工作机理,主要研究工作如下:论文第一章绪论主要介绍了选题的研究意义,国内外研究背景及发展趋势,目前过渡金属配位聚合物在磁性、荧光探针、染料吸附和催化等相关应用领域的研究进展。论文第二章基于吡啶羧酸配体2,2’:6’,2"-三联吡啶-4’-羧酸（Hctpy）为主配体,选择不同的辅助...
【文章来源】：内蒙古师范大学内蒙古自治区
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MOFs材料的设计示意图[8]
内蒙古师范大学硕士学位论文81.3.2荧光传感金属有机骨架(MOFs)是一种新型的有机-无机杂化材料，作为一种多功能发光材料是非常有前途的，迄今为止，科学文献已经报道了很多发光MOFs，发光形式如图1-5所示，有机羧酸配体的直接激发(大部分是多羧酸基或杂环基官能化的刚性骨架，特别是高共轭配体)；金属中心的发射(通过所谓的天线效应在镧系MOFs中被广泛观察到)；配体-金属电荷转移(LMCT)和金属-配体电荷转移(MLCT)等电荷转移方式；客体分子导致MOFs的发光[35,36]。图1-5MOFs的发光形式[36]Fig.1-5TheluminousformofMOFs发光MOFs可分为四类：镧系MOFs、过渡金属MOFs、异金属有机骨架MOFs和主族金属MOFs。(1)镧系MOFs：在镧系MOFs中，Eu-和Tb-MOFs因其在可见光区域中的强发光、长寿命和线状发射而得到了很好的研究，而近红外(NIR)和上转换Er、Nd、Yb发光MOFs的研究较少；(2)过渡金属MOFs：其中Zn和Cd-MOFs是报道最多的过渡金属发光MOFs，因为d10金属离子不仅具有不同的配位数和几何构型，而且在与高共轭的配体结合时还表现出优异的发光性质；(3)发光异质金属有机骨架引起了人们极大的兴趣，因为异质金属离子的共存不仅有助于构建迷人的结构，而且还可以调节MOFs的能级；(4)主族金属MOFs，到目前为止，只有较少的发光主族金属(铋、铅、铟和镁-MOFs)被报道[37]。发光MOFs因其在荧光传感、生物医学成像、光催化、光致发光和电致发光等领域的潜在应用而被科研人员广泛关注[38]。特别令人感兴趣的是化学传感器在环境和生
第一章绪论9物系统中的潜在应用。在过去的几年里，人们已经实现和报道了一系列发光MOFs，用于阴阳离子、气体和蒸气、小分子以及炸药的传感[39,40]。近年来识别NACs被众多科研工作者所探究，生物圈中的NACs大多是工业化学品，如炸药、染料、聚氨酯泡沫、除草剂、杀虫剂和溶剂等[41]。已知各种NACs炸药，如三硝基甲苯(TNT)、苦味酸(PA)等。NACs具有稳定性和爆炸性，在民用和军事应用中都有相当广泛的用途。随之而来的是与非法使用它们进行恐怖活动有关的越来越大的危险。此外，NACs是有毒、诱变和致癌的，可导致严重的健康问题，如皮肤并眼睛、肝脏和神经损伤等。因此在其水平达到允许排放限度之前，需将其从环境中筛选出来。开发经济、高效、灵敏、实时的传感器来对抗NACs的威胁是当务之急[42]。例如2007年Knapp课题组的首次报道了锌(II)络合物(ZnL)对硝基芳烃的荧光检测，如图1-6所示，由于ZnL的强还原性，ZnL的发光被2,3-二甲基-2,3-二硝基丁烷(DMNB)和硝基芳烃(如硝基二甲苯(NX)、硝基甲苯(NT)、硝基苯(NB)和硝基喹啉(NQ))猝灭，猝灭常数从DMNB的2.1M1到NQ的49M1不等，这是由于ZnL的酚环向硝基化合物的光致电子转移所致[43]。图1-6(a)ZnL的形态转换过程,(b)不同硝基芳烃对ZnL的猝灭常数[43]Fig.1-6(a)MorphologytransformationofZnL,(b)QuenchingconstantsofdifferentnitroaromatichydrocarbonsforZnL2018年Rachuri课题组报道了一例{[Cd3(SDB)3(TIB)](H2O)2(1,4-dioxane)(G)x}n(如图1-7所示),发现其对2,4,6,-三硝基苯酚(TNP)的最低检出限达到35ppb，具有较好识别作用[44]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]羧酸类配位聚合物的研究进展[J]. 王艳. 应用化工. 2011(03)
[2]分子磁学—— 一个新兴的前沿研究领域[J]. 高恩庆,廖代正. 物理. 2000(04)
博士论文
[1]基于大共轭吡啶羧酸的功能配位聚合物研究[D]. 吴智磊.天津大学 2015
[2]基于位置异构结构基块组装的过渡金属配合物研究[D]. 董文文.西北大学 2012
硕士论文
[1]过渡金属掺杂多孔碳纳米材料的电催化及锌空气电池性能研究[D]. 刘江涛.合肥工业大学 2019
本文编号：3224536
【文章来源】：内蒙古师范大学内蒙古自治区
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MOFs材料的设计示意图[8]
内蒙古师范大学硕士学位论文81.3.2荧光传感金属有机骨架(MOFs)是一种新型的有机-无机杂化材料，作为一种多功能发光材料是非常有前途的，迄今为止，科学文献已经报道了很多发光MOFs，发光形式如图1-5所示，有机羧酸配体的直接激发(大部分是多羧酸基或杂环基官能化的刚性骨架，特别是高共轭配体)；金属中心的发射(通过所谓的天线效应在镧系MOFs中被广泛观察到)；配体-金属电荷转移(LMCT)和金属-配体电荷转移(MLCT)等电荷转移方式；客体分子导致MOFs的发光[35,36]。图1-5MOFs的发光形式[36]Fig.1-5TheluminousformofMOFs发光MOFs可分为四类：镧系MOFs、过渡金属MOFs、异金属有机骨架MOFs和主族金属MOFs。(1)镧系MOFs：在镧系MOFs中，Eu-和Tb-MOFs因其在可见光区域中的强发光、长寿命和线状发射而得到了很好的研究，而近红外(NIR)和上转换Er、Nd、Yb发光MOFs的研究较少；(2)过渡金属MOFs：其中Zn和Cd-MOFs是报道最多的过渡金属发光MOFs，因为d10金属离子不仅具有不同的配位数和几何构型，而且在与高共轭的配体结合时还表现出优异的发光性质；(3)发光异质金属有机骨架引起了人们极大的兴趣，因为异质金属离子的共存不仅有助于构建迷人的结构，而且还可以调节MOFs的能级；(4)主族金属MOFs，到目前为止，只有较少的发光主族金属(铋、铅、铟和镁-MOFs)被报道[37]。发光MOFs因其在荧光传感、生物医学成像、光催化、光致发光和电致发光等领域的潜在应用而被科研人员广泛关注[38]。特别令人感兴趣的是化学传感器在环境和生
第一章绪论9物系统中的潜在应用。在过去的几年里，人们已经实现和报道了一系列发光MOFs，用于阴阳离子、气体和蒸气、小分子以及炸药的传感[39,40]。近年来识别NACs被众多科研工作者所探究，生物圈中的NACs大多是工业化学品，如炸药、染料、聚氨酯泡沫、除草剂、杀虫剂和溶剂等[41]。已知各种NACs炸药，如三硝基甲苯(TNT)、苦味酸(PA)等。NACs具有稳定性和爆炸性，在民用和军事应用中都有相当广泛的用途。随之而来的是与非法使用它们进行恐怖活动有关的越来越大的危险。此外，NACs是有毒、诱变和致癌的，可导致严重的健康问题，如皮肤并眼睛、肝脏和神经损伤等。因此在其水平达到允许排放限度之前，需将其从环境中筛选出来。开发经济、高效、灵敏、实时的传感器来对抗NACs的威胁是当务之急[42]。例如2007年Knapp课题组的首次报道了锌(II)络合物(ZnL)对硝基芳烃的荧光检测，如图1-6所示，由于ZnL的强还原性，ZnL的发光被2,3-二甲基-2,3-二硝基丁烷(DMNB)和硝基芳烃(如硝基二甲苯(NX)、硝基甲苯(NT)、硝基苯(NB)和硝基喹啉(NQ))猝灭，猝灭常数从DMNB的2.1M1到NQ的49M1不等，这是由于ZnL的酚环向硝基化合物的光致电子转移所致[43]。图1-6(a)ZnL的形态转换过程,(b)不同硝基芳烃对ZnL的猝灭常数[43]Fig.1-6(a)MorphologytransformationofZnL,(b)QuenchingconstantsofdifferentnitroaromatichydrocarbonsforZnL2018年Rachuri课题组报道了一例{[Cd3(SDB)3(TIB)](H2O)2(1,4-dioxane)(G)x}n(如图1-7所示),发现其对2,4,6,-三硝基苯酚(TNP)的最低检出限达到35ppb，具有较好识别作用[44]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]羧酸类配位聚合物的研究进展[J]. 王艳. 应用化工. 2011(03)
[2]分子磁学—— 一个新兴的前沿研究领域[J]. 高恩庆,廖代正. 物理. 2000(04)
博士论文
[1]基于大共轭吡啶羧酸的功能配位聚合物研究[D]. 吴智磊.天津大学 2015
[2]基于位置异构结构基块组装的过渡金属配合物研究[D]. 董文文.西北大学 2012
硕士论文
[1]过渡金属掺杂多孔碳纳米材料的电催化及锌空气电池性能研究[D]. 刘江涛.合肥工业大学 2019
本文编号：3224536
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3224536.html
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