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锆基金属—有机骨架UiO-66的调控合成研究

发布时间:2021-11-08 08:58
  金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是由金属中心与有机配体通过配位自组装构成、具有有序网状孔结构的多孔晶体类材料。MOFs具有种类多样、孔径和拓扑结构可设计以及骨架结构可化学功能化等特点,在多个研究领域表现出了潜在的应用前景。UiO-66(UiO = University of Oslo)是以锆为金属中心、对苯二甲酸为有机配体组成的三维刚性MOF材料,具有较高的水热、化学和机械稳定性,是研究较为广泛的MOFs材料之一。本论文以UiO-66为研究对象,围绕其晶体尺寸在纳/微米尺度之间的可控合成以及异相金属掺杂功能化的调控合成两方面进行研究。主要内容如下:(1)将HF应用于溶剂热合成UiO-66的添加剂,研究了 HF调控对UiO-66晶体生长的影响。通过调变HF的添加量和反应物(ZrCl4和H2BDC)的浓度,可以控制UiO-66的晶体形貌从尺寸为150nm左右的团聚态小立方体逐渐向尺寸为7 μm左右的正十四面体转变。在合成体系中,F离子较强的电负性使其能够快速与Zr形成Zr-F配位键,占据Zr6簇团上的配体配位点,阻碍Zr6簇团与H2BDC配体之间... 

【文章来源】:大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:143 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

锆基金属—有机骨架UiO-66的调控合成研究


图1.1去掉氢原子后Cu(4,4'-bpy)15.N03(H20)U5的不对称结构单元(a),??CMW-bpyhiNCMKbCOus沿着(100)晶面的晶体结构(b)?[28]??

示意图,正八面体,对苯二甲酸,结构组成


??J2SZ.?i32.?ixl??图1.3?HKUST-1的结构组成示意图[12,31]??正方形代表Cu2(-C02)4?SBU,三角形代表配体均苯三甲酸??Fig.?1.3?The?component?of?HKUST-1?structure?showing?the?Cii2(-C〇2)4?SBU?paddle?wheel??abstracted?as?a?square,?the?tritopic?linker?as?a?triangle^12?3?^??在MOF-5的基础上,Yaghi研宄组[32_35]使用带有功能基团的双羧酸配体,BDC-Br、??BDC-NH2、BDC_OC3H7?和?BDC-C2H4?等,与?Zri4〇(-C02)6?SBUs?进行配位自组装得到??了一系列具有与MOF-5相同拓扑结构但又带有功能化基团的IRMOFs?(Isoreticular??Metal-Organic?Frameworks)材料。此外,通过使用具有多个苯环的双羧酸类化合物,??例如联苯基、四氢苯乙烯或芘以及三联苯基羧酸为有机配体还可以合成一系列不同孔径??大小的IRMOFs材料(如图1.4所示)。材料的孔径大小可以根据有机配体链长的不同??在3.8至28.8?A内可控

示意图,均苯三甲酸,结构组成,配体


?的大门,三维结构MOFs的独特优势和应用潜能也逐渐被研究者们所认识与开发。??图1.2?MOF-5的结构组成示意图[12;3()]??正八面体代表Zn4〇(-C02)6?SBU,棒状代表配体对苯二甲酸??Fig.?1.2?The?component?of?MOF-5?structure?showing?the?abstraction?of?the?Zn4〇( ̄C〇2)6??SBU?as?an?octahedron,the?ditopic?terephthalate?linker?as?a?rod[12,30]??一"|?r.錄谢最穿錄:勾??-fT?HI????J2SZ.?i32.?ixl??图1.3?HKUST-1的结构组成示意图[12,31]??正方形代表Cu2(-C02)4?SBU,三角形代表配体均苯三甲酸??Fig.?1.3?The?component?of?HKUST-1?structure?showing?the?Cii2(-C〇2)4?SBU?paddle?wheel??abstracted?as?a?square,?the?tritopic?linker?as?a?triangle^12?3?^??在MOF-5的基础上,Yaghi研宄组[32_35]使用带有功能基团的双羧酸配体,BDC-Br、??BDC-NH2、BDC_OC3H7?和?BDC-C2H4?等,与?Zri4〇(-C02)6?SBUs?进行配位自组装得到??了一系列具有与MOF-5相同拓扑结构但又带有功能化基团的IRMOFs?(Isoreticular??Metal-Organic?Frameworks)材料。此外

【参考文献】:
期刊论文
[1]远红外光谱在催化领域的应用前景(英文)[J]. 李会香,张宗超.  催化学报. 2016(05)
[2]UiO-66对罗丹明B的吸附性能研究(英文)[J]. 何琴琴,陈琪,吕盟盟,刘雪霆.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2014(Z1)

博士论文
[1]咪唑化合物辅助合成金属有机骨架MIL-101及其CO2吸附性能研究[D]. 陈恒.大连理工大学 2014



本文编号:3483415

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