基于2-（1氫-1,2,4-三氮唑-1-基）對苯二甲酸構(gòu)筑的金屬有機(jī)框架及其性能的研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-29 06:42
金屬-有機(jī)框架（MOFs）是一種有潛力的晶態(tài)微孔材料,通常由金屬離子/金屬簇和含有官能團(tuán)的橋連有機(jī)配體通過配位鍵和弱相互作用自組裝形成的。在過去的幾十年里,它已引起了科研工作者們極大的興趣,原因不僅在于它們具有豐富多彩的結(jié)構(gòu),還在于它們具有巨大的潛在應(yīng)用,如磁性、氣體存儲/分離、熒光、離子交換和催化作用等等。由于MOFs具有高比表面積、高孔隙率、結(jié)構(gòu)和功能多樣性等特點(diǎn),本論文主要研究了MOFs在吸附、固態(tài)熒光和熒光傳感性能方面的應(yīng)用。在本論文中,作者選用2-（1氫-1,2,4-三氮唑-1-基）對苯二甲酸（H2L）作為有機(jī)配體,與過渡金屬Zn（II）離子和鑭系金屬離子通過溶劑熱合成法成功地構(gòu)筑了8例MOFs:{[Sm（L）1.5（H2O）]·4H2O}n（1）、{[Eu（L）1.5（H2O）]·4H2O}n（2）、{[Gd（L）1.5（H2O）]·4...
【文章來源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：88 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
配合物ZJU-195的3D結(jié)構(gòu)：(a)273K時(shí)ZJU-195a對C2H2(紫色)、CO2(橙色)和CH4(藍(lán)色)
因是其孔道中含有以下活性位點(diǎn)：(1)開放的金屬位點(diǎn)[23]；(2)路易斯堿性位點(diǎn)[24]；(3)極性基團(tuán)等[25]。就這樣 MOFs 被選為理想的吸附材料，尤其是被用于工業(yè)上來自于廢氣和填埋氣體混合物中的 CO2的選擇性吸附和分離。2018 年，Madhab C. Das 課題組利用 3,3'-azobis(pyridine) (L)、4,4'-oxybis(benzoic acid)(H2OBA)和 Co(NO3)2·6H2O 在溶劑熱條件下合成了{(lán)[Co(OBA)(L)0.5]·S}n((IITKGP-8, S =disordered solvents)[26](圖 1.2)。IITKGP-8 的 X-射線單晶衍射研究表明，它是一個(gè)在 c 軸方向上含有 1D 菱形孔道的 3D 框架結(jié)構(gòu)的配合物，孔隙率為 34.2%，孔道表面被裸露的azo 官能團(tuán)所修飾。從氣體吸附測試圖來看，活化的 IITKGP-8 對 CO2有極高的量(273 K/1bar 為 55.4 cm3g-1和 295 K/1 bar 為 26.5 cm3g-1)，而在相同的條件下對 CH4和 N2有極低的吸附量；CO2/N2的選擇性 273 K/1 bar 時(shí)為 106，295 K/1 bar 時(shí)為 43.7，CO2/CH4的選擇性 273 K 時(shí)為 17.7，295 K 時(shí)為 17.1，這表明 IITKGP-8 對 CO2/N2有極高的選擇性分離，對 CO2/CH4有適宜的選擇性分離。
大的應(yīng)用價(jià)值。隨著社會信息量的日益增多，人們對信息有著大量的需求，而人的記憶能力是有限的，這就顯得對磁性材料的研究愈加重要。與傳統(tǒng)的磁性材料相比，MOFs磁性材料具有更多優(yōu)點(diǎn)，如：低溫合成、可利用修飾配體對材料性能進(jìn)行調(diào)控等，從而制造出多功能復(fù)合型磁性材料[33]。2016 年 ， 程 鵬 課 題 組 利 用 Ni-MOF ([Ni3(pyip)2(HCOO)2(H2O)2]n, H2pyip =5-(pyridine-4-yl)isophthalic acid)與 NiO 原位形成了 NiO@MOF 復(fù)合材料，該種組合方式導(dǎo)致低于 18 K 的長程磁有序和磁滯回路[34]。磁性研究表明，在室溫條件下，χMT 的值為 4.91 cm3K mol 1。在 75-300 K 溫度區(qū)間，隨著溫度的降低，χMT 的值緩慢地減小至4.33 cm3K mol 1；然后由 75 K 降到 16 K(Tmin)時(shí)，χMT 達(dá)到最大值 13.98 cm3K mol 1，這是由于存在鐵磁交換作用；再進(jìn)一步降低溫度至2 K，χMT 急劇下降到 3.14 cm3K mol 1[35, 36]，這是由零場分裂或 Ni(II)三聚體之間的反鐵磁耦合作用引起。如圖 1.3 所示，在低于 18 K 時(shí)，存在長程有序的磁性行為。另外，不同頻率的交流磁化率變溫曲線更進(jìn)一步地證明了這一結(jié)果。
本文編號：2945203
【文章來源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：88 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
配合物ZJU-195的3D結(jié)構(gòu)：(a)273K時(shí)ZJU-195a對C2H2(紫色)、CO2(橙色)和CH4(藍(lán)色)
因是其孔道中含有以下活性位點(diǎn)：(1)開放的金屬位點(diǎn)[23]；(2)路易斯堿性位點(diǎn)[24]；(3)極性基團(tuán)等[25]。就這樣 MOFs 被選為理想的吸附材料，尤其是被用于工業(yè)上來自于廢氣和填埋氣體混合物中的 CO2的選擇性吸附和分離。2018 年，Madhab C. Das 課題組利用 3,3'-azobis(pyridine) (L)、4,4'-oxybis(benzoic acid)(H2OBA)和 Co(NO3)2·6H2O 在溶劑熱條件下合成了{(lán)[Co(OBA)(L)0.5]·S}n((IITKGP-8, S =disordered solvents)[26](圖 1.2)。IITKGP-8 的 X-射線單晶衍射研究表明，它是一個(gè)在 c 軸方向上含有 1D 菱形孔道的 3D 框架結(jié)構(gòu)的配合物，孔隙率為 34.2%，孔道表面被裸露的azo 官能團(tuán)所修飾。從氣體吸附測試圖來看，活化的 IITKGP-8 對 CO2有極高的量(273 K/1bar 為 55.4 cm3g-1和 295 K/1 bar 為 26.5 cm3g-1)，而在相同的條件下對 CH4和 N2有極低的吸附量；CO2/N2的選擇性 273 K/1 bar 時(shí)為 106，295 K/1 bar 時(shí)為 43.7，CO2/CH4的選擇性 273 K 時(shí)為 17.7，295 K 時(shí)為 17.1，這表明 IITKGP-8 對 CO2/N2有極高的選擇性分離，對 CO2/CH4有適宜的選擇性分離。
大的應(yīng)用價(jià)值。隨著社會信息量的日益增多，人們對信息有著大量的需求，而人的記憶能力是有限的，這就顯得對磁性材料的研究愈加重要。與傳統(tǒng)的磁性材料相比，MOFs磁性材料具有更多優(yōu)點(diǎn)，如：低溫合成、可利用修飾配體對材料性能進(jìn)行調(diào)控等，從而制造出多功能復(fù)合型磁性材料[33]。2016 年 ， 程 鵬 課 題 組 利 用 Ni-MOF ([Ni3(pyip)2(HCOO)2(H2O)2]n, H2pyip =5-(pyridine-4-yl)isophthalic acid)與 NiO 原位形成了 NiO@MOF 復(fù)合材料，該種組合方式導(dǎo)致低于 18 K 的長程磁有序和磁滯回路[34]。磁性研究表明，在室溫條件下，χMT 的值為 4.91 cm3K mol 1。在 75-300 K 溫度區(qū)間，隨著溫度的降低，χMT 的值緩慢地減小至4.33 cm3K mol 1；然后由 75 K 降到 16 K(Tmin)時(shí)，χMT 達(dá)到最大值 13.98 cm3K mol 1，這是由于存在鐵磁交換作用；再進(jìn)一步降低溫度至2 K，χMT 急劇下降到 3.14 cm3K mol 1[35, 36]，這是由零場分裂或 Ni(II)三聚體之間的反鐵磁耦合作用引起。如圖 1.3 所示，在低于 18 K 時(shí)，存在長程有序的磁性行為。另外，不同頻率的交流磁化率變溫曲線更進(jìn)一步地證明了這一結(jié)果。
本文編號：2945203
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