基于金属卟啉的三维COFs材料的设计与合成及电催化氮气还原产氨
发布时间：2021-02-09 04:56
众所周知,金属卟啉分子因其配体卟啉结构多样,中心金属离子易于调节等特点,从而具有许多独特的功能特性。在光学检测,生物成像,多孔框架材料以及催化等众多前沿领域都展现出巨大的研究和应用前景。本论文中,以特定的金属卟啉化合物作为基本单元,在三维共价有机框架材料（COFs）的构筑与电催化氮气还原产氨领域进行了详细的研究探索,具体工作内容如下:首先,设计并详细验证了基于金属卟啉的三维COFs的构筑路线。带有氨基的金属卟啉分子与对苯二甲醛缩合成相应的二维COFs,再通过其内部卟啉环中心的金属离子与两端含有孤对电子的直线分子发生络合,从而形成三维的COFs。结果表明此反应的最佳条件是—以4,4-联吡啶作为“支撑柱”,乙腈和蒸馏水（体积比1:1）作为溶剂热反应溶剂,于100℃的密封管中与提前制备的金属卟啉二维COFs一起静置反应72 h。相应的表征结果显现最终形成的材料并不是均匀规整的三维形态,仅有小部分金属卟啉二维COFs材料转变为相应的三维COFs。整个实验设计线路和合成方法均有待进一步优化调整。其次,通过引入不同的中心金属离子和侧链取代基团,设计并合成了一系列金属卟啉分子,随后详细考察了它们在电...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?（ａ）电流平行于卟啉骨架（ＣＩＰ）和电流垂直于卟啉骨架（ＣＰＰ）示意图；（ｂ）四种??金属Ｄ卜啉的电导率；（Ｃ）四种金属叶琳的实验电导率和理论电导率??２??
?第１章绪论???２０１７年，由耶鲁大学王海亮［１９］课题组报道合成的多相锌卟啉配合物（５，?１０，??１５，?２０－四茂铁锌卟啉）催化剂，它是第一个具有高产物选择性电化学还原Ｃ０２??生成ＣＯ的锌基分子结构催化剂，法拉第效率最高可达９５％（图１．３）。与此同时，??在实验过程中发现由卟啉配体充当电催化氧化还原中心。??＾?ｃ〇＾??；Ｎ?；?－?Ｎ，?２ｅ．?＾５°／＾Ｅｆ１ｉｃ，ｅｎｃｙ?ｆ?二?；丫－?＂７，??Ａ、Ｍ?－?ＷＫＫｍＳ??Ｃ?１００ｒ?—?ｉ？ｃ〇ｆｗ％｜?Ｉ．，，?ｄ?ｒ°??４?｜＊?Ｉ－｜１?１?Ｉ?Ｉ：１??：ｌ?丨＇■?Ｉ？?８：ｉｒｊｎｒ??－７ｓ?Ｚ？?Ｔｅ?Ｔｓ?－７４?－１?３?－１?２?＊?０?６０?１２０?１８０?２４０??Ｅ抑《ｖ?ｖｓ?ＳＨＥ）?Ｔｉｍｅ?ｉｎｔｏ?Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ?（ｍｉｎ）??图１．３?（ａ）锌卟啉结构式；（ｂ）锌卟啉沉积在碳纤维纸上的ＳＥＭ图像；（ｃ）锌卟啉在不??同电压下三次催化Ｃ０２还原的平均法拉第效率以及平均局部电流密度：（ｄ）锌卟啉随着催??化时间的增长其法拉第效率及总电流密度变化??２０１５年，由Ｓｗａｇｅｒ课题组？研制了一种由单壁纳米管／金属卟啉复合材料??制成的胺类化合物化学电阻检测器，实验结果证明，通过调整复合物中钴的氧??化态、配体以及主配位域可以提高对胺的敏感性，该检测器对胺有高的选择性??且可以检测亚ｐｐｍ浓度中的胺，同时还可以检测肉类的腐败程度（图１．４）。??３??
Ｘ）?Ｉ??§?■?ｇ?０．６％?－?Ｃｈｉｃｋｅｎ?（４?Ｘ）?－??〈４。／。，?．?＜?＿＾＿Ｐ〇ｒｋ（４；Ｃ）心，??？?．．．?〇４％?？?■??…??丨?０．２％?［?ｉ?■?＇??￥，…螫…???…－??〇％?ｌ霜““．．：“毒：二：二二糞二二’……“…一……‘?０．０％?＾?１?１?１?１???０?５?１０?１５?２０?０?１?２?３?４??ＮＨ３?Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?（ｐｐｍ）?Ｔｉｍｅ?（ｄａｙｓ）??图１．４?（ａ）不同钴氧化态的金属卟啉结构；（ｂ）检测器对不同浓度氣暴露在氮气中３０?ｓ的??响应；（ｃ）检测器对不同肉类在和４?°Ｃ和２２?°Ｃ条件下保存０－４天氨气暴露３０?ｓ的响应??２０１８年，中科院深圳先进院蔡林涛［２１］课题组研宄合成的以Ｍｎ２＋．?Ｚｎ２＋，Ｔｉ２＋??为中心的４－甲基苯基金属卟啉配合物通过人体的血红蛋白（ＨＳＡ）为载体的新??型纳米声敏剂，这类声敏剂在厚达１１厘米的模拟肌肉组织中显示良好的低功率??超声波激活能力。通过尾静脉注射其给带有肿瘤的小鼠，由于在低功率超声波??（ＵＳ）的照射下产生丰富的单线态氧，从而抑制表层及深层肿瘤生长且对正常??组织不造成损伤（图１．５）。??４??
本文编号：3025083
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?（ａ）电流平行于卟啉骨架（ＣＩＰ）和电流垂直于卟啉骨架（ＣＰＰ）示意图；（ｂ）四种??金属Ｄ卜啉的电导率；（Ｃ）四种金属叶琳的实验电导率和理论电导率??２??
?第１章绪论???２０１７年，由耶鲁大学王海亮［１９］课题组报道合成的多相锌卟啉配合物（５，?１０，??１５，?２０－四茂铁锌卟啉）催化剂，它是第一个具有高产物选择性电化学还原Ｃ０２??生成ＣＯ的锌基分子结构催化剂，法拉第效率最高可达９５％（图１．３）。与此同时，??在实验过程中发现由卟啉配体充当电催化氧化还原中心。??＾?ｃ〇＾??；Ｎ?；?－?Ｎ，?２ｅ．?＾５°／＾Ｅｆ１ｉｃ，ｅｎｃｙ?ｆ?二?；丫－?＂７，??Ａ、Ｍ?－?ＷＫＫｍＳ??Ｃ?１００ｒ?—?ｉ？ｃ〇ｆｗ％｜?Ｉ．，，?ｄ?ｒ°??４?｜＊?Ｉ－｜１?１?Ｉ?Ｉ：１??：ｌ?丨＇■?Ｉ？?８：ｉｒｊｎｒ??－７ｓ?Ｚ？?Ｔｅ?Ｔｓ?－７４?－１?３?－１?２?＊?０?６０?１２０?１８０?２４０??Ｅ抑《ｖ?ｖｓ?ＳＨＥ）?Ｔｉｍｅ?ｉｎｔｏ?Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ?（ｍｉｎ）??图１．３?（ａ）锌卟啉结构式；（ｂ）锌卟啉沉积在碳纤维纸上的ＳＥＭ图像；（ｃ）锌卟啉在不??同电压下三次催化Ｃ０２还原的平均法拉第效率以及平均局部电流密度：（ｄ）锌卟啉随着催??化时间的增长其法拉第效率及总电流密度变化??２０１５年，由Ｓｗａｇｅｒ课题组？研制了一种由单壁纳米管／金属卟啉复合材料??制成的胺类化合物化学电阻检测器，实验结果证明，通过调整复合物中钴的氧??化态、配体以及主配位域可以提高对胺的敏感性，该检测器对胺有高的选择性??且可以检测亚ｐｐｍ浓度中的胺，同时还可以检测肉类的腐败程度（图１．４）。??３??
Ｘ）?Ｉ??§?■?ｇ?０．６％?－?Ｃｈｉｃｋｅｎ?（４?Ｘ）?－??〈４。／。，?．?＜?＿＾＿Ｐ〇ｒｋ（４；Ｃ）心，??？?．．．?〇４％?？?■??…??丨?０．２％?［?ｉ?■?＇??￥，…螫…???…－??〇％?ｌ霜““．．：“毒：二：二二糞二二’……“…一……‘?０．０％?＾?１?１?１?１???０?５?１０?１５?２０?０?１?２?３?４??ＮＨ３?Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?（ｐｐｍ）?Ｔｉｍｅ?（ｄａｙｓ）??图１．４?（ａ）不同钴氧化态的金属卟啉结构；（ｂ）检测器对不同浓度氣暴露在氮气中３０?ｓ的??响应；（ｃ）检测器对不同肉类在和４?°Ｃ和２２?°Ｃ条件下保存０－４天氨气暴露３０?ｓ的响应??２０１８年，中科院深圳先进院蔡林涛［２１］课题组研宄合成的以Ｍｎ２＋．?Ｚｎ２＋，Ｔｉ２＋??为中心的４－甲基苯基金属卟啉配合物通过人体的血红蛋白（ＨＳＡ）为载体的新??型纳米声敏剂，这类声敏剂在厚达１１厘米的模拟肌肉组织中显示良好的低功率??超声波激活能力。通过尾静脉注射其给带有肿瘤的小鼠，由于在低功率超声波??（ＵＳ）的照射下产生丰富的单线态氧，从而抑制表层及深层肿瘤生长且对正常??组织不造成损伤（图１．５）。??４??
本文编号：3025083
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3025083.html
