金屬有機(jī)框架（MOFs）是由金屬離子和有機(jī)配體通過(guò)自組裝形成的周期性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。作為一種新型多功能晶體材料,它結(jié)合了無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn),并且協(xié)同產(chǎn)生了新的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn)。MOFs材料具有多孔隙率、高比表面積、多活性位點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)的可調(diào)性等優(yōu)勢(shì),在氣體存儲(chǔ)于分離、發(fā)光性能、化學(xué)傳感、磁性和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。本文合成了氮雜環(huán)有機(jī)配體1,1,2,2-四（4-（咪唑-4-基）苯基）乙烯（TIPE）,通過(guò)水熱法合成了新的金屬有機(jī)框架材料,并對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征與測(cè)試。具體內(nèi)容分為以三個(gè)部分:基于多咪唑修飾的四苯乙烯配體1,1,2,2-四（4-（咪唑-4-基）苯基）乙烯,在水熱條件下與金屬鹽和二酸配體自組裝配位制備了兩個(gè)三維自穿插/互穿結(jié)構(gòu)的金屬-有機(jī)框架材料{[Cd₄（L）₂（oba）₄]·4H₂O}n（1）和{[Co₄（L）₂（BPDC）₄·4H₂O]·5MeCN·5H₂O}n（2）... 

【文章來(lái)源】：西華師范大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：171 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

MOFs合成示意圖

躘60]。根據(jù)有機(jī)配體碳骨架是否靈活，又可分為柔性配體和剛性配體，柔性配體可以自由旋轉(zhuǎn)、拉伸、彎曲，易于構(gòu)筑多孔穿插框架易變的結(jié)構(gòu)[61]。剛性配體則提供剛性的配位環(huán)境，易構(gòu)建高緯度開(kāi)放的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到的配合物穩(wěn)定性也更好。有機(jī)配體的多樣性拓寬了MOFs的結(jié)構(gòu)和性能，如：Yaghi等[62]于2013年綜述了不同配體構(gòu)筑的MOFs的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。周宏才等[63]在2014年報(bào)道了不同配體對(duì)MOFs拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和孔徑結(jié)構(gòu)等物理性質(zhì)、催化性能等化學(xué)性質(zhì)的影響。這些研究表明配體對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向和功能導(dǎo)向MOFs具有重要作用。圖1-2MOFs中的部分次級(jí)單元結(jié)構(gòu)（SUBs）Fig.1-2PartialSecondarybuildingunits(SUBs)inMOFs.次級(jí)構(gòu)筑單元（Secondarybuildingunits，SBUs）是MOFs構(gòu)筑過(guò)程中的調(diào)控節(jié)點(diǎn)，經(jīng)有機(jī)配體連接成具有不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀材料�；诮饘匐x子或者金屬簇次級(jí)構(gòu)筑單元的MOFs種類多樣，比如常見(jiàn)的雙核槳輪形SBU，三核線形SBU，四核Zn4O形SBU以及四核蝴蝶形SBU等（如圖1-2），Yaghi等分別于2009年和2016年總結(jié)了MOFs中存在的連續(xù)或者不連續(xù)的SUBs[64-65]。不同的SUBs與

第1章前言5有機(jī)配體連接可以構(gòu)筑出具有多樣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的MOFs材料，經(jīng)典的幾種MOFs材料如：HKSUST-1（HongKongUniversityofScienceandTechnology）、MOF-5、IRMOFs系列、MILs系列、ZIFs系列、UiO系列、Bio系列、PCN系列以及CPO系列等[66-69]。圖1-3幾種經(jīng)典MOFs的結(jié)構(gòu)圖Fig.1-3StructuresofseveralclassicMOFs.1.3.3配料比的影響反應(yīng)物的濃度和配料比，影響結(jié)晶時(shí)的過(guò)飽和狀態(tài)以及產(chǎn)率，通常金屬離子和配體的摩爾比在1:10到10:1之間，金屬離子占比較大時(shí)，配體能充分形成多齒型配位，且金屬離子容易產(chǎn)生不飽和位點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)有更好的催化性；而當(dāng)有機(jī)配體占比較大時(shí)，配體可能會(huì)全部或部分以單齒型配位，構(gòu)筑的結(jié)構(gòu)沒(méi)有多齒型配位結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且不易開(kāi)發(fā)出好的性能。1.3.4其他影響因素反應(yīng)物的溶解性和反應(yīng)體系的能壘直接受到溫度的影響，柔性羧酸配體更甚。有機(jī)物的構(gòu)型在不同的溫度下可能有所不同，進(jìn)而影響MOFs的結(jié)構(gòu)。高溫使得配位位點(diǎn)的活躍度增強(qiáng)，易形成三維結(jié)構(gòu)；低溫形成的晶體則多為一維、二維結(jié)構(gòu)。反應(yīng)溶液的pH值不同，生成的骨架結(jié)構(gòu)各異。pH值會(huì)影響含氮基團(tuán)和羧基


本文編號(hào)：3049393