芳香三羧酸及三唑类金属有机框架的合成、结构与性质

发布时间：2017-09-03 18:26

  本文关键词：芳香三羧酸及三唑类金属有机框架的合成、结构与性质

  更多相关文章： 金属有机框架 三羧酸 三唑 磁性 亚甲基蓝吸附

【摘要】：金属有机框架(MOFs)因其突出的特性日渐成为化学、材料、能源、催化等领域研究学家的关注热点之一。设计并合成具有新颖框架结构的配位聚合物是研究其性质及潜在应用的基础。芳香三羧酸及三唑类配体不但拥有良好的配位能力和多种多样的配位模式,而且非常易于用各种基团进行修饰。所以此两种配体在以功能为导向的MOFs的构筑与研究中具有显著的优势。本论文简述了以芳香三羧酸和三唑类为配体进行构筑MOFs的研究近况,然后利用溶剂热方法并通过调节多种反应条件设计并合成了共16个金属有机框架,本论文主要工作如下:1、以4,4',4''-苯-1,3,5-三-苯甲酸(H3BTB)为主配体、1,2,4-三氮唑(HTRZ)与4-氨基-1,2,4-三氮唑(ATRZ)分别为辅助配体共合成了4个结构不同的基于Co(Ⅱ)离子的配位聚合物(1-4),其中配合物1仅有H3BTB配体参与配位。然后分别对4个配合物进行了元素分析、X射线粉末衍射(PXRD)和热重分析(TGA)等基本表征。对配合物3的磁性测试结果表明,该配合物表现出反铁磁的行为。2、以3,5-二-[2-(4-羧基-苯氧基)-乙氧基]苯甲酸(H3L)为配体分别与过渡金属和稀土金属进行自组装反应,共合成了8个配位聚合物(5-12),其中过渡配合物与稀土配合物各占4个。然后分别对8个配合物进行了元素分析、PXRD和TGA等基本表征。进一步研究了配合物5的溶剂稳定性,结果表明其三维框架结构在多种常用溶剂中均保持稳定。对配合物5的磁性测试表明其表现出反铁磁行为。对配合物12的荧光测试显示其在可见光范围内有两个明显的发射峰。此外还研究了配合物10对水溶液中亚甲基蓝染料的吸附作用和吸附动力学,结果显示其对亚甲基蓝有较强的吸附性,其吸附作用表现为二级动力学模型。3、以H3L为主配体、HTRZ与ATRZ分别为辅助配体与过渡金属离子进行自组装反应,共合成了4个配位聚合物(13-16),并对他们分别进行了元素分析、PXRD和TGA等基本表征。通过荧光光谱研究了配合物14对有机小分子的响应情况,结果显示其对硝基苯具有识别作用。通过紫外吸收光谱研究了配合物14对水溶液中亚甲基蓝染料的吸附作用,结果表明其比配合物10对亚甲基蓝有更强且更快的吸附作用,且吸附过程也符合二级动力学模型。
【关键词】：金属有机框架 三羧酸 三唑 磁性 亚甲基蓝吸附
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O627
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 引言9
• 1.2 以芳香三羧酸为配体的MOFs的研究进展9-14
• 1.3 以 1,2,4-三氮唑类为配体的MOFs的研究进展14-16
• 1.4 本论文的选题依据和主要研究内容16-18
• 第二章 以 4,4',4''-苯-1,3,5-三-苯甲酸(H3BTB)和 1,2,4-三氮唑衍生物为配体的MOFs的合成与性质18-37
• 2.1 以H3BTB为配体的MOFs18-23
• 2.1.1 配合物1的合成18-19
• 2.1.2 配合物1的晶体结构19-22
• 2.1.3 配合物1的表征22-23
• 2.2 以H3BTB与 1,2,4-三氮唑为配体的MOFs23-28
• 2.2.1 配合物2的合成23-24
• 2.2.2 配合物2的晶体结构24-26
• 2.2.3 配合物2的表征26-28
• 2.3 以H3BTB与 4-氨基-1,2,4-三氮唑为配体的MOFs28-36
• 2.3.1 配合物3和 4 的合成28
• 2.3.2 配合物3和 4 的晶体结构28-32
• 2.3.3 配合物3和 4 的表征32-35
• 2.3.4 配合物3的磁性分析35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 以 3,5-二-[2-(4-羧基-苯氧基)-乙氧基]苯甲酸(H3L)为配体的MOFs的合成与性质37-63
• 3.1 以H3L为配体的过渡金属的MOFs37-50
• 3.1.1 配合物 5-8 的合成37-38
• 3.1.2 配合物 5-8 的晶体结构38-45
• 3.1.3 配合物 5-8 的表征45-49
• 3.1.4 配合物5的磁性分析49-50
• 3.2 以H3L为配体的稀土金属的MOFs50-62
• 3.2.1 配合物 9-12的合成50-51
• 3.2.2 配合物 9-12的晶体结构51-56
• 3.2.3 配合物 9-12的表征56-60
• 3.2.4 配合物10对水溶液中亚甲基蓝染料的吸附60-62
• 3.3 本章小结62-63
• 第四章 以 3,5-二-[2-(4-羧基-苯氧基)-乙氧基]苯甲酸(H3L)和 1,2,4-三氮唑衍生物为配体的MOFs的合成与性质63-80
• 4.1 以H3L与 1,2,4-三氮唑为配体的金属-有机框架63-74
• 4.1.1 配合物13和 14的合成63-64
• 4.1.2 配合物13和 14的晶体结构64-69
• 4.1.3 配合物13和 14的表征69-71
• 4.1.4 配合物 6、13和14的荧光及14对有机小分子的荧光响应71-72
• 4.1.5 配合物14对水溶液中亚甲基蓝染料的吸附作用72-74
• 4.2 以H3L与 4-氨基-1,2,4-三氮唑为配体的MOFs74-79
• 4.2.1 配合物15和 16的合成74
• 4.2.2 配合物15和 16的晶体结构74-77
• 4.2.3 配合物15和 16的表征77-79
• 4.3 本章小结79-80
• 第五章 结论80-81
• 参考文献81-89
• 仪器及测试方法89-90
• 作者简介和论文发表情况90-91
• 作者简介90
• 已发表论文90-91
• 致谢91-92

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本文编号：786639