本文選題：晶態(tài)材料 + 傳感小分子　； 參考：《東北師范大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：金屬有機(jī)框架材料(metal-organic framework)是通過金屬離子或金屬簇與有機(jī)配體進(jìn)行自組裝,相結(jié)合形成了一系列具有新穎結(jié)構(gòu)和多功能化的晶態(tài)材料。這一類材料往往具有較大的比表面積、不同孔徑分布、可引入不同的功能性官能團(tuán)等特點(diǎn),進(jìn)而使其具有在不同領(lǐng)域的潛在應(yīng)用,可在氣體吸附與分離、氣體存儲、藥物傳輸、催化、磁性、小分子傳感、電池等方面實(shí)現(xiàn)其利用價(jià)值。但目前來看,如何設(shè)計(jì)得到我們所需要的目標(biāo)產(chǎn)物仍然是具有挑戰(zhàn)性的。金屬離子或是配體的選擇、所選的混合溶劑配比條件、整體系統(tǒng)的酸堿環(huán)境、合成材料所選用的溫度條件等都對所合成材料的晶化程度和晶體結(jié)構(gòu)具有至關(guān)重要的影響。目前,很多課題組的工作都注重于所合成的材料要與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,這一特點(diǎn)。同時(shí),由于MOFs材料中孔道的存在,可以將客體分子引入到孔道中去,進(jìn)而合成復(fù)合材料,使其在不同領(lǐng)域應(yīng)用的性能大大提高。然而,MOFs材料領(lǐng)域中仍然還存在許多值得我們探究的問題,例如框架如何達(dá)到更高的穩(wěn)定性、影響氣體吸附量的客觀因素、主客體框架間的相互作用對預(yù)測材料在不同領(lǐng)域的潛在應(yīng)用等問題。本文選擇了不同的金屬離子和不同的有機(jī)配體合成了12種金屬有機(jī)框架材料,分別研究了其設(shè)計(jì)合成、傳感小分子和汞離子檢測、導(dǎo)電性能、染料吸附和分離、爆炸物檢測等方面的應(yīng)用。1.采用不同金屬離子、1,4-萘二羧酸和含N配體合成了五種新的配位聚合物,化合物1-5。所合成化合物結(jié)構(gòu)的多樣性證明1,4-萘二羧酸可以作為多功能結(jié)構(gòu)單元進(jìn)一步形成多種結(jié)構(gòu)基序。并且在合成過程中,配體的選擇,整體體系的酸堿度都會對所合成的配位聚合物具有至關(guān)重要的影響。此外,化合物3表現(xiàn)出相鄰Cu(II)離子之間的反鐵磁相互作用,化合物4暗示了Co(II)離子之間的反鐵磁相互作用和自旋軌道耦合的存在。固態(tài)熒光光譜顯示化合物1,2和5在室溫下具有較強(qiáng)的發(fā)射。[Cd2(1,4-ndc)2(bpy)2]·0.5H2O(1)[Cd(1,4-ndc)(phen)]·0.5H2O(2)[Cu2(1,4-ndc)2(L1)]·H2O(3)[Co3(H2O)2(1,4-ndc)4(HL2)2](4)[Cd2(L3)2(1,4-H2ndc)]·H2O(5)L1=(1,2,4-三唑-1-基)丙烷,L2=1,6-二(咪唑)己烷,L3=4,4'-二(1H-咪唑-1-基)聯(lián)苯,1,4-H2ndc=1,4-萘二羧酸2.本章中,采用溶劑熱方法合成了一例穩(wěn)定的金屬有機(jī)框架化合物6,該化合物的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)三維多孔層結(jié)構(gòu)。同時(shí)該化合物也呈現(xiàn)出了很好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,可以穩(wěn)定高達(dá)400°C,并且能夠承受酸和堿溶液。同時(shí),該化合物可以高效地傳感小分子并可以用作熒光探針選擇性地檢測某些爆炸物和二價(jià)汞離子。[Cd(BPDC)0.5(L1)(NO3)]·3.4DMF(6)BPDC=4,4'-聯(lián)苯基二羧酸;L1=1-(3,5-二(1H-咪唑-1-基)苯基)-1H-咪唑)3.在這里,我們合成了一例穩(wěn)定的,高導(dǎo)電性的三維超分子結(jié)構(gòu),[Ag(H2O)(2,6-ndc)0.5(L)0.5]n(7),并對其進(jìn)行了基本的表征。該材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電能力。并且由于結(jié)構(gòu)中存在Ag(I)離子,具有熒光性質(zhì),進(jìn)一步的驗(yàn)證了該化合物可以作為熒光探針,有效地檢測出了二氯甲烷分子。4.我們選擇新的配體,即1-(1-(1H-咪唑-1-基)萘-4-基)-1H-咪唑和1,4-萘二酸配體合成一種穩(wěn)定的三維金屬有機(jī)框架材料,表示為[Cu4(1,4-ndc)4(L)2]·H2O·2DMF(8)�；衔�8結(jié)構(gòu)可以認(rèn)為是由雙核Cu(II)簇構(gòu)建的6連接的雙重互穿pcu網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時(shí),化合物8是一種可以用來分離羅丹明B(RB)和亞甲基藍(lán)(MB)染料分子的優(yōu)良材料。此外,化合物8是反鐵磁性物質(zhì)。5.總結(jié)來說,本章中通過使用三齒剛性配體tib和不同的羧酸配體合成了四種具有不用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的MOFs材料。它們展示了不同的結(jié)構(gòu)特征�；衔�9和10的熒光性質(zhì)意味著這兩種材料可以應(yīng)用于檢測一些爆炸物或類爆炸物,如NB和TNP,具有很好的敏感性和選擇性,是十分優(yōu)良的熒光探針。同時(shí),化合物11和12都是反鐵磁性物質(zhì)。[Cd2(tib)(btb)(H2O)2]·NO3·DMF(9),[(CH3)2NH2][Cd(tib)(H2dhbqdc)0.5(NO3)]·2H2O(10),[Co(tib)(1,4-ndc)]·2DMF(11),[Cu1.5(tib)(2,6-ndc)]·NO3·H2O(12)tib=1,3,5-三(1-咪唑基)苯;btb=1,3,5-苯三苯甲酸;H4dhbqdc=3,6-二羥基-2,5-苯醌-1,4-二羧酸;1,4-H2ndc=1,4-萘二甲酸;2,6-H2ndc=2,6-萘二甲酸
[Abstract]:Metal - organic framework ( Metal - organic framework ) is self - assembled by metal ion or metal cluster and organic ligand . It has been combined to form a series of crystalline materials with novel structure and multi - function .
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O641.4

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本文編號：1978482