基于多齿刚性配体的配位聚合物的合成与应用
发布时间：2022-01-14 20:37
配位聚合物（Coordination Polymers）是由金属离子或金属簇作为节点,与配体进行配位自组装形成的有机无机杂化材料。与传统多孔材料相比,多孔的配位聚合物由于其高的孔隙率,高的比表面积,孔道结构可调控等特点,使得这类材料在气体吸附与分离、荧光识别、催化、药物递送、非线性光学等领域具有广阔的应用前景。但是如何利用外界刺激实现配位聚合物的可控合成及其定向应用依然具有较大的挑战。围绕配位聚合物的可控合成及定向应用为目标,本论文不但实现了手性配位聚合物的可控自组装,还制备了能精确识别硝基苯胺异构体及选择性捕获二氧化碳分子的多孔配位聚合物。本论文包含以下五个部分:第一章主要介绍了配位聚合物的基本概念,并且介绍了配位化学以及配位聚合物的发展历程,以及分类和合成方法,并探讨了配位聚合物在不同领域的应用,最后阐述了本论文的研究意义。第二章利用非手性的Zn2Cd 簇与（1,3,5-Tri（4-carboxypHenyl）benzene）（H3BTB）配体直接进行自组装合成了非手性的化合物 1（[Zn2Cd（BTB）2（H2O）2]·0.5DEF·4H2O）,在该体系中加入适量的吡啶得到的却是...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２?ＭＯＦ－５的晶体结构图
?第１章绪论???机框架”，并且报道了许多各种各样新颖结构和功能的配位聚合物，多孔配位聚??合物迅速发展起来，其中具有代表性的结构是Ｍ０Ｆ－５（图１．２），它是由Ｚｎ２＋和??对苯二甲酸（Ｈ２ＢＤＣ）通过配位作用而形成的三维立体网状结构骨架，其分子式??为Ｚｎ０４（ＢＤＣＭＤＭＦ）８Ｃ６Ｈ５Ｃｌ，随着研究的深入，他们不断延长了配体的长度合??成出了一系列的配位聚合物ＩＲＭＯＦ－ｍ?因其孔道的不断增大，配位聚合物的??孔尺寸也从微孔到介孔转变（图１．３）。??考：：＾＾，??图１．２?ＭＯＦ－５的晶体结构图。??，轉秦料縣ｊ漆料轉??黎ｂ各參４．．讀’’聲吟??５?２?３?４?５?６?７??？，讀．４料，碑??８?１０?１２?１４?ｆ??图１．３?ＩＲＭＯＦ－ｎ系列配位聚合物的结构。??Ｆｅｒｅｙ教授团队利用Ｃｒ３＋和对苯二甲酸配体通过水热法合成了?ＭＩＬ－１０１，并??利用其他金属离子替代Ｃｒ＾而合成了配位聚合物ＭＩＬ－１００和ＭＩＬ－５３，这些新颖??的配位聚合物在气体吸附与分离，催化等方向具有较为优异的性能。??配位化学作为超分子化学的一个重要组成部分，近些年来，与无机化学、有??机化学、生物医学、材料科学、拓扑学、晶体工程等学科相互交叉，使其成为化??学与材料领域中的研宄热点。同时，影响配合物结构的因素也有很多，带有不同??２??
混合??配体并存的配位聚合物。而根据有机配体空间上柔軔性的不同，可将配位聚合物??分为柔性配体、刚性配体以及刚性和柔性配体并存的配位聚合物。??１．３．?１刚性配体的配位聚合物??刚性配体中的苯环连在一起，配体结构呈刚性，键角较为固定，配位齿间的??距离以及基团的构型均不发生明显的改变，配位时能够旋转但无法弯曲，在构筑??配位聚合物时具有最少的不确定因素，因此最容易根据配体预测其网络结构。根??据刚性配体的结构类型的不同可分为“一”型、“Ｔ”型、“Ｙ”型“十”型和四??面体型等（图１．４）。??ａ?ｂ?ｃ?ｄ?ｅ?ｆ??图１．４配体的结构类型。??目前，己有大量含羧基和含氮杂环的刚性配体已被选用来制备新的配位聚合??物（图１．５），应用最为广泛的是刚性的二齿配体是４，４’－联吡啶和对苯二甲酸。基??于对苯二甲酸配体的配位聚合物的研究，以Ｍ０Ｆ－５和ＭＩＬ－１０１为典型例子，其??中，ＭＩＬ－１０１是法国Ｆｅｒｅｙ研究小组在２００５年设计合成出来的其结构式为??ＭＩＬ－１０１（Ｃｒ）［Ｃｒ３Ｆ（Ｈ２〇）；！〇（ＢＤＣ）３．ｎＨ２〇］，此化合物是由?Ｃｒ（Ｎ０３）和对苯二甲酸配??体通过水热法合成出来的，具有较大的比表面积和窗口孔径，同时具有超高的稳??定性，使其成为研究最多的配位聚合物材料之一（图１．６）。??
本文编号：3589173
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２?ＭＯＦ－５的晶体结构图
?第１章绪论???机框架”，并且报道了许多各种各样新颖结构和功能的配位聚合物，多孔配位聚??合物迅速发展起来，其中具有代表性的结构是Ｍ０Ｆ－５（图１．２），它是由Ｚｎ２＋和??对苯二甲酸（Ｈ２ＢＤＣ）通过配位作用而形成的三维立体网状结构骨架，其分子式??为Ｚｎ０４（ＢＤＣＭＤＭＦ）８Ｃ６Ｈ５Ｃｌ，随着研究的深入，他们不断延长了配体的长度合??成出了一系列的配位聚合物ＩＲＭＯＦ－ｍ?因其孔道的不断增大，配位聚合物的??孔尺寸也从微孔到介孔转变（图１．３）。??考：：＾＾，??图１．２?ＭＯＦ－５的晶体结构图。??，轉秦料縣ｊ漆料轉??黎ｂ各參４．．讀’’聲吟??５?２?３?４?５?６?７??？，讀．４料，碑??８?１０?１２?１４?ｆ??图１．３?ＩＲＭＯＦ－ｎ系列配位聚合物的结构。??Ｆｅｒｅｙ教授团队利用Ｃｒ３＋和对苯二甲酸配体通过水热法合成了?ＭＩＬ－１０１，并??利用其他金属离子替代Ｃｒ＾而合成了配位聚合物ＭＩＬ－１００和ＭＩＬ－５３，这些新颖??的配位聚合物在气体吸附与分离，催化等方向具有较为优异的性能。??配位化学作为超分子化学的一个重要组成部分，近些年来，与无机化学、有??机化学、生物医学、材料科学、拓扑学、晶体工程等学科相互交叉，使其成为化??学与材料领域中的研宄热点。同时，影响配合物结构的因素也有很多，带有不同??２??
混合??配体并存的配位聚合物。而根据有机配体空间上柔軔性的不同，可将配位聚合物??分为柔性配体、刚性配体以及刚性和柔性配体并存的配位聚合物。??１．３．?１刚性配体的配位聚合物??刚性配体中的苯环连在一起，配体结构呈刚性，键角较为固定，配位齿间的??距离以及基团的构型均不发生明显的改变，配位时能够旋转但无法弯曲，在构筑??配位聚合物时具有最少的不确定因素，因此最容易根据配体预测其网络结构。根??据刚性配体的结构类型的不同可分为“一”型、“Ｔ”型、“Ｙ”型“十”型和四??面体型等（图１．４）。??ａ?ｂ?ｃ?ｄ?ｅ?ｆ??图１．４配体的结构类型。??目前，己有大量含羧基和含氮杂环的刚性配体已被选用来制备新的配位聚合??物（图１．５），应用最为广泛的是刚性的二齿配体是４，４’－联吡啶和对苯二甲酸。基??于对苯二甲酸配体的配位聚合物的研究，以Ｍ０Ｆ－５和ＭＩＬ－１０１为典型例子，其??中，ＭＩＬ－１０１是法国Ｆｅｒｅｙ研究小组在２００５年设计合成出来的其结构式为??ＭＩＬ－１０１（Ｃｒ）［Ｃｒ３Ｆ（Ｈ２〇）；！〇（ＢＤＣ）３．ｎＨ２〇］，此化合物是由?Ｃｒ（Ｎ０３）和对苯二甲酸配??体通过水热法合成出来的，具有较大的比表面积和窗口孔径，同时具有超高的稳??定性，使其成为研究最多的配位聚合物材料之一（图１．６）。??
本文编号：3589173
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