本文選題：金屬-有機(jī)骨架　切入點(diǎn)：聚集誘導(dǎo)發(fā)光　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：金屬-有機(jī)骨架(metal-organic frameworks,MOFs)材料是由金屬離子或金屬團(tuán)簇與有機(jī)配體通過(guò)配位鍵相互交替連接組成的一種具有無(wú)限網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的晶體材料。作為一種新型的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化多孔材料,MOFs具有豐富的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、可調(diào)控的孔徑尺寸以及高的比表面積,在氣體吸附與分離,催化,磁性,熒光檢測(cè)等方面都有潛在的應(yīng)用。在合成MOFs的過(guò)程中,金屬離子,尤其是有機(jī)配體的選擇與設(shè)計(jì)對(duì)于構(gòu)筑具有特定功能的MOFs是至關(guān)重要的。通過(guò)對(duì)有機(jī)配體有目的設(shè)計(jì)合成與金屬離子的選擇可以實(shí)現(xiàn)對(duì)具有特殊性質(zhì)的金屬-有機(jī)骨架材料的定向合成。在本論文中,我們?cè)O(shè)計(jì)并合成了一個(gè)新的具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)(AIE)的有機(jī)配體,并利用這個(gè)配體,在溶劑熱條件下通過(guò)調(diào)變不同的金屬和反應(yīng)條件成功合成出具有新穎性質(zhì)的含過(guò)渡金屬以及稀土金屬的MOF材料,并分別對(duì)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了研究。本論文的主要成果如下:1、從合理的設(shè)計(jì)有機(jī)配體出發(fā),設(shè)計(jì)并合成了一個(gè)新的基于四苯基吡嗪的四羧酸配體2,3,5,6-四(4-羧基苯基)吡嗪(H_4TCPP)。其設(shè)計(jì)主要是基于以下幾個(gè)原因:首先,H_4TCPP具有類(lèi)似于H4BTTB(4,4′,4′′,4′′′-benzene-1,2,4,5-tetrayltetrabenzoic acid)的剛性骨架結(jié)構(gòu),其可以很容易的從4-甲酰基苯甲酸甲酯中合成出來(lái)。其次,在吡啶環(huán)上有兩個(gè)氮原子,這有利于提高對(duì)CO_2的吸附能力和對(duì)分析物的檢測(cè)選擇性。最重要的是,H_4TCPP的聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)(AIE)將賦予MOFs有趣的發(fā)光性質(zhì)。2、基于具有AIE效應(yīng)的H_4TCPP配體構(gòu)筑多功能金屬-有機(jī)骨架材料:在溶劑熱條件下,以過(guò)渡金屬Zn(NO3)2·6H2O為金屬源,以2,3,5,6-四(4-羧基苯基)吡嗪H_4TCPP為有機(jī)配體,成功合成出一例具有三維骨架結(jié)構(gòu)的過(guò)渡金屬-有機(jī)骨架材料Zn-TCPP。通過(guò)X-射線單晶結(jié)構(gòu)解析可知其是由雙核鋅形成的輪漿型構(gòu)型與有機(jī)的TCPP4-配體相互連接形成的三維孔道結(jié)構(gòu),結(jié)晶于正交晶系,Imma空間群。TOPOS分析顯示Zn-TCPP具有四連接的lvt的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),頂點(diǎn)符號(hào)為{42.84}。通過(guò)XRD、IR、TG、SEM對(duì)其進(jìn)行了基本表征。另外,由于配體TCPP4-和Zn2+的配位誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng),Zn-TCPP呈現(xiàn)出了很好的藍(lán)光性質(zhì),同時(shí)由于有機(jī)配體H_4TCPP中N原子的存在,Zn-TCPP也可以高效的檢測(cè)三羥基苯酚PA以及Fe3+離子。另外,PLATON結(jié)果表明Zn-TCPP具有較高的孔隙率,因此我們對(duì)其吸附性質(zhì)做了研究。氮?dú)馕浇Y(jié)果表明,活化的Zn-TCPP擁有較大的比表面積,其數(shù)值達(dá)到了984 m2 g-1,同時(shí)其對(duì)CO_2也有較高的吸附量,在273K,732 mmHg下其吸附量達(dá)到了135 cm3g-1。3、基于具有AIE效應(yīng)的H_4TCPP配體構(gòu)筑稀土金屬-有機(jī)骨架材料:在溶劑熱條件下,分別以稀土金屬EuCl3和TbCl3為金屬源,與有機(jī)配體H_4TCPP在相同的溶劑體系中反應(yīng),成功合成出兩例具有同構(gòu)的二維層狀金屬-有機(jī)骨架化合物Eu-TCPP和Tb-TCPP。通過(guò)X-射線單晶結(jié)構(gòu)解析可知它們均結(jié)晶于三斜晶系,空間群為P-1。TOPOS分析顯示Eu-TCPP和Tb-TCPP具有頂點(diǎn)符號(hào)為{43}2{46.66.83}的3,6-連接的kgd的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過(guò)XRD、IR、TG、SEM對(duì)其進(jìn)行了基本表征。此外,由于Eu-TCPP具有很好的熒光性質(zhì)且H_4TCPP配體中N原子的存在,Eu-TCPP的微晶相也能很好地檢測(cè)PA和Fe3+離子。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O641.4

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本文編號(hào)：1575779