基于羧酸类配体构筑的三维金属有机骨架化合物的合成及其催化和发光性能研究

发布时间：2024-04-07 01:10

　　金属有机骨架化合物(MOFs)因其多样的结构、较大的比表面积和易引入功能基团等优点,在催化、荧光、分子吸附与化学传感等诸多领域有着非常广阔的应用前景,是材料科学领域研究的热点领域。本论文基于多种羧酸类配体,尝试经典MOFs的功能基团修饰,同时设计合成多种新型MOFs,并研究它们在催化和荧光等方面的性质。主要研究成果如下:1、研究不同三价金属中心的MIL-53系列MOFss在Strecker反应中的催化活性,并详细考察了催化剂金属中心和修饰的官能团对催化活性的影响,同时研究了底物取代基的电子性质和底物的空间位阻对于反应速率的影响。其中,具有路易斯酸碱双活性中心的NH₂-MIL-53(Ga)表现出了很高的Strecker反应催化活性、良好的底物选择性和底物普适性,同时催化剂可以重复使用9次而不失活。2、研究由2,5-噻吩二羧酸构筑的两种同构MOFs在Strecker反应中的催化性能,探究了不同金属中心对催化活性的影响,底物取代基的电子性质对于反应速率的影响。对于苄基保护的亚胺底物,以钪为金属中心构筑的MOFs(化合物1-Sc-a)和以铟为金属中心的MOFs(化合物1-...

【文章页数】：172 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.2不同方法、温度制备MOFs的产物一览

2[7-9]。在不同的有机、无机物前体和合成条件下，人们可以得到具有不同金属中心和不同空隙体积的MOFs。在这种情况下，大多数MOFs的结构具有高度均匀性和规则性，从而形成低密度的多孔骨架。例如，MOF-5，MIL-101以及UiO-66等具有较大孔道的经典MOFs已被人们广泛研....

图1.3可实现氨基功能化的MOFs

潞铣傻腗OF-46具有与MOF-2不同的结构。利用相同的设计思路，科学家们相继合成出了氨基功能化的UiO-66和MIL-101（Cr）[27,34]。与非功能化的材料相比，合成条件中的温度和时间进行了小幅度的调整。其中，氨基功能化的MIL-101（Cr）展现出了极高的比表面积（达....

图2.3MIL-53系列催化剂的热重分析图：（a）NH2-MIL-53(Ga)，（b）MIL-53

26图2.2粉末XRD衍射曲线图：（a）NH2-MIL-53(Ga)，（b）MIL-53(Ga)，（c）NO2-MIL-53(Ga)，（d）NH2-MIL-53(In)和（e）循环催化后的NH2-MIL-53(Ga).图（a）和图（e）中的模拟曲线是基于MIL-53(Al)的窄孔....

图2.4MIL-53系列催化剂的红外分析图：（a）NH2-MIL-53(Ga)，（b）MIL-53

27NO2-MIL-53(Ga)在100℃以下的轻微失重是由于样品表面吸附水的失去，其在350~525℃的失重归因于配体的氧化和结构的坍塌；NH2-MIL-53(In)在100℃以下的失重归因于样品表面吸附的水分子的蒸发，其在100~250℃的失重归因于孔道内吸附的DMF分子的汽....

本文编号：3947443