基于三嗪多羧酸配体的多孔金属有机框架的构筑及性能研究
发布时间：2024-06-15 03:24
基于三嗪多羧酸配体构建的金属有机骨架(MOFs)因其具有可设计性和可调控性,以及丰富多样的拓扑结构等优势,近年来,在荧光传感、气体的吸附与分离、有机污染物的吸附、光电性能、药物传输等众多领域表现出重要的应用价值。本论文选用对称性较高的三嗪三羧酸配体H3TATAB、三嗪六羧酸配体H6TDPAT和柔性三嗪六羧酸配体H6TTHA设计并构筑了 19个具有新颖结构排列和有趣拓扑结构的MOFs,对其形成条件、连接模式、结构进行了详细的探究,并致力于基本结构和性质之间关系的探索,主要开展了以下几方面的探究工作:1、使用配体H3TATAB、H6TDPAT和H6TTHA分别与(UO2)2+和Th4+构筑了 4个锕系金属有机骨架(An-MOFs)。这是首次使用三嗪多羧酸配体H3TATAB,H6TDPAT和H6TTHA成功构筑铀酰(钍)晶态骨架化合物,丰富了较大尺寸共轭三嗪多羧酸配体在构筑铀酰(钍)晶态骨架化合物方面的应用。对碘和染料的吸附实验结果表明,配合物1-4在环己烷溶液中对碘具有良好的吸附性能。尤其是,配合物2(Th-TATAB)对环...
【文章页数】：218 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 金属有机骨架(MOFs)的简介
1.1.1 金属有机骨架的发展
1.1.2 金属有机骨架的合成
1.1.3 金属有机骨架的结构特点
1.2 锕系金属有机骨架(An-MOFs)的研究进展
1.2.1 锕系元素的概述
1.2.2 铀酰有机骨架的研究进展
1.2.3 含钍金属有机骨架的研究进展
1.3 基于三嗪多羧酸配体MOFs的构筑及研究进展
1.3.1 三嗪衍生物的介绍
1.3.2 三嗪多羧酸配体的概述
1.3.3 气体的吸附与分离
1.3.4 有机染料污染物的吸附
1.3.5 重金属离子的吸附
1.3.6 药物传输
1.3.7 荧光传感
1.3.8 光电性能
1.4 碘吸附的研究现状
1.4.1 吸附的基本理论
1.4.2 三嗪共轭微孔聚合物(TCMPs)对碘吸附的研究
1.4.3 具有共轭π-电子配体的MOFs对碘的捕获
1.4.4 -NH2或-OH官能化的MOFs对碘的吸附研究
1.5 本课题的选题依据及研究成果
1.5.1 本课题的选题依据
1.5.2 本课题的研究成果
第二章 实验试剂、实验仪器及表征方法
2.1 主要试剂
2.2 实验仪器
2.3 表征方法
第三章 三嗪多羧酸配体的合成及结构表征
引言
3.1 三嗪多羧酸配体的合成路线
3.2 三嗪多羧酸配体的合成方法
3.2.1 配体2,4,6-三(4-羧基苯胺基)-1,3,5-三嗪(H3TATAB)
3.2.2 配体2,4,6-三(3,5-二羧基苯胺基)-1,3,5-三嗪(H6TDPAT)
3.2.3 配体1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨六乙酸(H6TTHA)
3.3 三嗪多羧酸配体的结构表征
3.3.1 配体1-3的红外光谱
3.3.2 配体1-3的紫外-可见光谱
3.3.3 配体1-2的核磁共振
3.4 本章小结
第四章 基于三嗪多羧酸配体的锕系金属有机骨架的合成、结构与性能研究
引言
4.1 设计思想
4.2 配合物1-4的合成
4.2.1 配合物1 [(CH3)2NH2] [UO2(TATAB)]·2DMF·4H2O
4.2.2 配合物2 Th6O4(OH)4(H2O)6(TATAB)2(HCO2)6·5DMF·3H2O
4.2.3 配合物3 [(CH3)2NH2]2.5(UO2)2.5(TDPAT)(TDPAT~*)0.5·6.5H2O
4.2.4 配合物4 Th6O4(OH)4(H2O)6(H2TTHA)2(HCO2)4·3DMF·14H2O
4.2.5 合成讨论
4.3 配合物1-4的晶体数据
4.4 配合物1-4的结构描述与讨论
4.4.1 配合物1的结构描述
4.4.2 配合物2的结构描述
4.4.3 配合物3的结构描述
4.4.4 配合物4的结构描述
4.4.5 配合物1-4的结构比较
4.5 配合物1-4的光谱表征
4.5.1 配合物1-4的红外光谱
4.5.2 配合物1-4的紫外-可见光谱
4.5.3 配合物1-4的X-射线粉末衍射分析
4.5.4 配合物1-4的热重分析
4.5.5 配合物1和3的固态荧光光谱指认与归属
4.6 配合物1-4对碘的吸附性能研究
4.6.1 配合物1对碘的吸附性能研究
4.6.2 配合物2对碘的吸附性能研究
4.6.3 配合物3-4对碘的吸附性能研究
4.6.4 配合物1-4对碘吸附性能的对比讨论
4.7 配合物1-3对染料的吸附性能研究
4.7.1 配合物1对染料的吸附性能研究
4.7.2 配合物2对染料的吸附性能研究
4.7.3 配合物3对染料的吸附性能研究
4.7.4 配合物1-3对染料吸附研究的对比讨论
4.8 配合物3对铀酰离子的吸附研究
4.9 本章小结
第五章 基于三嗪多羧酸配体的镧系金属有机骨架的合成、结构与性能研究
引言
5.1 设计思想
5.2 基于三嗪三羧酸配体HrTATAB的稀土配合物Ln-TATAB(5-11)的合成
5.2.1 配合物5 Eu2(TATAB)2·6DMF·4H2O
5.2.2 配合物6 Gd2(TATAB)2·6DMF·4H2O
5.2.3 配合物7 Tb2(TATAB)2·4DMF·4H2O
5.2.4 配合物8 Dy2(TATAB)2·4DMF·4H2O
5.2.5 配合物9 Ho2(TATAB)2·4DMF·4H2O
5.2.6 配合物10 Er2(TATAB)2·4DMF·4H2O
5.2.7 配合物11 Y2(TATAB)2·6DMF·4H2O
5.3 配合物5-11的晶体数据
5.4 配合物5-11的结构描述
5.5 配合物5-11的光谱表征
5.5.1 配合物5-11的红外光谱
5.5.2 配合物5-11的紫外-可见-近红光谱
5.5.3 配合物5-11的热重分析
5.5.4 配合物5-11的X-射线粉末衍射分析
5.5.5 配合物5,7和8的固态荧光光谱的指认与归属
5.6 配合物5对碘的吸附研究
5.7 配合物5对染料的吸附研究
5.8 基于三嗪六羧酸配体H6TDPAT的稀土配合物Ln-TDPAT(12-16)的合成
5.8.1 配合物12 Eu2(TDPAT)2(μ2-O)(H2O)2·H2O
5.8.2 配合物13 Gd2(TDPAT)2(μ2-O)(H2O)2·H2O
5.8.3 配合物14 Tb2(TDPAT)2(μ2-O)(H2O)2·H2O
5.8.4 配合物15 Dy2(TDPAT)2(μ2-O)(H2O)2·H2O
5.8.5 配合物16 [(CH3)2NH2]2Tb3(TDPAT)(CH3COO)2(C2O4)1.5(H2O)4
5.9 合成讨论
5.10 配合物12-16的晶体数据
5.11 配合物12-16的结构描述
5.12 配合物5-16的结构比较
5.13 本章小结
第六章 基于三嗪多羧酸配体的过渡金属有机骨架的合成、结构与性能研究
引言
6.1 设计思想
6.2 配合物17-19的合成
6.2.1 配合物17 Zn3(TDPAT)(H2O)3·4DMF·H2O
6.2.2 配合物18 [(CH3)2NH2]12[Co(H2O)6]3{Co6(η6-TATAT)4(H2O)12} 12·H2O
6.2.3 配合物19 [(CH3)2NH2]12[Ni(H2O)6]3{Ni6(η6-TATAT)4(H2O)12} 12·H2O
6.2.4 合成讨论
6.3 配合物17-19的晶体数据
6.4 配合物17-19的结构描述
6.4.1 配合物17的结构描述
6.4.2 配合物18-19的结构描述
6.4.3 配合物17-19的结构比较
6.5 配合物17-19的光谱表征
6.5.1 配合物17-19的红外光谱
6.5.2 配合物17-19的紫外-可见-近红外光谱
6.5.3 配合物17-19的X-射线粉末衍射分析
6.5.4 配合物17-19的热重分析
6.6 配合物17的固态荧光光谱及白光发射调节
6.6.1 配合物17的固态荧光光谱指认与归属
6.6.2 单独封装Tb3+或Eu3+的配合物17的可调发光性能
6.6.3 同时封装Tb3+和Eu3+的配合物17的可调发光性能和白光发射调节
6.6.4 发光寿命和量子产率
6.7 配合物17-19对碘的吸附性能研究
6.7.1 配合物17-19对碘的吸附性能研究
6.7.2 配合物17-19对碘吸附性能的对比讨论
6.7.3 配合物1-5和17-19对碘吸附性能的对比讨论
6.8 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间学术论文发表情况
附录A 晶体学数据表
附录B MOFs样品的量子产率图
致谢
作者简历
本文编号：3994850
【文章页数】：218 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 金属有机骨架(MOFs)的简介
1.1.1 金属有机骨架的发展
1.1.2 金属有机骨架的合成
1.1.3 金属有机骨架的结构特点
1.2 锕系金属有机骨架(An-MOFs)的研究进展
1.2.1 锕系元素的概述
1.2.2 铀酰有机骨架的研究进展
1.2.3 含钍金属有机骨架的研究进展
1.3 基于三嗪多羧酸配体MOFs的构筑及研究进展
1.3.1 三嗪衍生物的介绍
1.3.2 三嗪多羧酸配体的概述
1.3.3 气体的吸附与分离
1.3.4 有机染料污染物的吸附
1.3.5 重金属离子的吸附
1.3.6 药物传输
1.3.7 荧光传感
1.3.8 光电性能
1.4 碘吸附的研究现状
1.4.1 吸附的基本理论
1.4.2 三嗪共轭微孔聚合物(TCMPs)对碘吸附的研究
1.4.3 具有共轭π-电子配体的MOFs对碘的捕获
1.4.4 -NH2或-OH官能化的MOFs对碘的吸附研究
1.5 本课题的选题依据及研究成果
1.5.1 本课题的选题依据
1.5.2 本课题的研究成果
第二章 实验试剂、实验仪器及表征方法
2.1 主要试剂
2.2 实验仪器
2.3 表征方法
第三章 三嗪多羧酸配体的合成及结构表征
引言
3.1 三嗪多羧酸配体的合成路线
3.2 三嗪多羧酸配体的合成方法
3.2.1 配体2,4,6-三(4-羧基苯胺基)-1,3,5-三嗪(H3TATAB)
3.2.2 配体2,4,6-三(3,5-二羧基苯胺基)-1,3,5-三嗪(H6TDPAT)
3.2.3 配体1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨六乙酸(H6TTHA)
3.3 三嗪多羧酸配体的结构表征
3.3.1 配体1-3的红外光谱
3.3.2 配体1-3的紫外-可见光谱
3.3.3 配体1-2的核磁共振
3.4 本章小结
第四章 基于三嗪多羧酸配体的锕系金属有机骨架的合成、结构与性能研究
引言
4.1 设计思想
4.2 配合物1-4的合成
4.2.1 配合物1 [(CH3)2NH2] [UO2(TATAB)]·2DMF·4H2O
4.2.2 配合物2 Th6O4(OH)4(H2O)6(TATAB)2(HCO2)6·5DMF·3H2O
4.2.3 配合物3 [(CH3)2NH2]2.5(UO2)2.5(TDPAT)(TDPAT~*)0.5·6.5H2O
4.2.4 配合物4 Th6O4(OH)4(H2O)6(H2TTHA)2(HCO2)4·3DMF·14H2O
4.2.5 合成讨论
4.3 配合物1-4的晶体数据
4.4 配合物1-4的结构描述与讨论
4.4.1 配合物1的结构描述
4.4.2 配合物2的结构描述
4.4.3 配合物3的结构描述
4.4.4 配合物4的结构描述
4.4.5 配合物1-4的结构比较
4.5 配合物1-4的光谱表征
4.5.1 配合物1-4的红外光谱
4.5.2 配合物1-4的紫外-可见光谱
4.5.3 配合物1-4的X-射线粉末衍射分析
4.5.4 配合物1-4的热重分析
4.5.5 配合物1和3的固态荧光光谱指认与归属
4.6 配合物1-4对碘的吸附性能研究
4.6.1 配合物1对碘的吸附性能研究
4.6.2 配合物2对碘的吸附性能研究
4.6.3 配合物3-4对碘的吸附性能研究
4.6.4 配合物1-4对碘吸附性能的对比讨论
4.7 配合物1-3对染料的吸附性能研究
4.7.1 配合物1对染料的吸附性能研究
4.7.2 配合物2对染料的吸附性能研究
4.7.3 配合物3对染料的吸附性能研究
4.7.4 配合物1-3对染料吸附研究的对比讨论
4.8 配合物3对铀酰离子的吸附研究
4.9 本章小结
第五章 基于三嗪多羧酸配体的镧系金属有机骨架的合成、结构与性能研究
引言
5.1 设计思想
5.2 基于三嗪三羧酸配体HrTATAB的稀土配合物Ln-TATAB(5-11)的合成
5.2.1 配合物5 Eu2(TATAB)2·6DMF·4H2O
5.2.2 配合物6 Gd2(TATAB)2·6DMF·4H2O
5.2.3 配合物7 Tb2(TATAB)2·4DMF·4H2O
5.2.4 配合物8 Dy2(TATAB)2·4DMF·4H2O
5.2.5 配合物9 Ho2(TATAB)2·4DMF·4H2O
5.2.6 配合物10 Er2(TATAB)2·4DMF·4H2O
5.2.7 配合物11 Y2(TATAB)2·6DMF·4H2O
5.3 配合物5-11的晶体数据
5.4 配合物5-11的结构描述
5.5 配合物5-11的光谱表征
5.5.1 配合物5-11的红外光谱
5.5.2 配合物5-11的紫外-可见-近红光谱
5.5.3 配合物5-11的热重分析
5.5.4 配合物5-11的X-射线粉末衍射分析
5.5.5 配合物5,7和8的固态荧光光谱的指认与归属
5.6 配合物5对碘的吸附研究
5.7 配合物5对染料的吸附研究
5.8 基于三嗪六羧酸配体H6TDPAT的稀土配合物Ln-TDPAT(12-16)的合成
5.8.1 配合物12 Eu2(TDPAT)2(μ2-O)(H2O)2·H2O
5.8.2 配合物13 Gd2(TDPAT)2(μ2-O)(H2O)2·H2O
5.8.3 配合物14 Tb2(TDPAT)2(μ2-O)(H2O)2·H2O
5.8.4 配合物15 Dy2(TDPAT)2(μ2-O)(H2O)2·H2O
5.8.5 配合物16 [(CH3)2NH2]2Tb3(TDPAT)(CH3COO)2(C2O4)1.5(H2O)4
5.10 配合物12-16的晶体数据
5.11 配合物12-16的结构描述
5.12 配合物5-16的结构比较
5.13 本章小结
第六章 基于三嗪多羧酸配体的过渡金属有机骨架的合成、结构与性能研究
引言
6.1 设计思想
6.2 配合物17-19的合成
6.2.1 配合物17 Zn3(TDPAT)(H2O)3·4DMF·H2O
6.2.2 配合物18 [(CH3)2NH2]12[Co(H2O)6]3{Co6(η6-TATAT)4(H2O)12} 12·H2O
6.2.3 配合物19 [(CH3)2NH2]12[Ni(H2O)6]3{Ni6(η6-TATAT)4(H2O)12} 12·H2O
6.2.4 合成讨论
6.3 配合物17-19的晶体数据
6.4 配合物17-19的结构描述
6.4.1 配合物17的结构描述
6.4.2 配合物18-19的结构描述
6.4.3 配合物17-19的结构比较
6.5 配合物17-19的光谱表征
6.5.1 配合物17-19的红外光谱
6.5.2 配合物17-19的紫外-可见-近红外光谱
6.5.3 配合物17-19的X-射线粉末衍射分析
6.5.4 配合物17-19的热重分析
6.6 配合物17的固态荧光光谱及白光发射调节
6.6.1 配合物17的固态荧光光谱指认与归属
6.6.2 单独封装Tb3+或Eu3+的配合物17的可调发光性能
6.6.3 同时封装Tb3+和Eu3+的配合物17的可调发光性能和白光发射调节
6.6.4 发光寿命和量子产率
6.7 配合物17-19对碘的吸附性能研究
6.7.1 配合物17-19对碘的吸附性能研究
6.7.2 配合物17-19对碘吸附性能的对比讨论
6.7.3 配合物1-5和17-19对碘吸附性能的对比讨论
6.8 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间学术论文发表情况
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附录B MOFs样品的量子产率图
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