金屬-有機框架（Metal-Organic Framework,MOF）是由有機配體橋連無機金屬離子或金屬簇通過配位鍵形成的新型多孔晶態(tài)固體材料,金屬-有機框架材料具有孔隙率高、比表面積大、化學結構和孔尺寸可以控制等優(yōu)點。配體的配位模式多樣性和配體上功能基團的可修飾性,使MOF材料的結構和功能也非常多樣化,這些獨特的優(yōu)勢使金屬-有機框架材料備受關注,它在氣體吸附與分離、質子導電、熒光傳感、藥物傳遞和催化等諸多領域表現(xiàn)出了重要的應用價值。為了得到性能良好的質子導電金屬-有機框架材料,本文合成了一種既含有磺酸基又含有羧酸基的雙功能配體—5,7-二磺酸基-1,4-萘二甲酸,并用5,7-二磺酸基-1,4-萘二甲酸配體構建了稀土金屬-有機框架和鎘-有機框架配合物,研究了它們的質子導電性能和發(fā)光性能,并探討了它們的構效關系。本論文合成了5,7-二磺酸基-1,4-萘二甲酸配體,并以它為配體合成了以下8個金屬-有機框架:（1）{[La₃（μ₂-OH）（DSNPDC）₂（H₂O）₁₀]·4H

【文章來源】：江西師范大學江西省

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

-1配合物的配位環(huán)境圖(a)、六元環(huán)(Gd3(NIPA)3)結構(b)

碩士畢業(yè)論文6轉化方法，獲得了含有高度親水性磺酸基團的化合物2和3，并且改變了堆積模式形成了有助于調控其質子傳導性能的新的構象。在對比化合物2與化合物3的合成原料與化合物結構時發(fā)現(xiàn)，在合成化合物2時加入了H2C2O4，但在化合物2的結構中沒有H2C2O4，當不添加H2C2O4或添加其它酸（例如H2SO4，HCl和HNO3）的情況下，都不能得到化合物2，這表明H2C2O4可以發(fā)揮作為結構導向劑的作用。圖1-3-2化合物1-3的配位環(huán)境圖(a、c和e)和二維超分子堆積結構圖(c、d和f)[24]文章研究了三種配合物的質子電導率，并討論了其與結構的關系。對比化合物1和2發(fā)現(xiàn)，它們的質子電導率隨著未配位磺酸基數(shù)目的增多而增大。在化合物1中，磺酸基中的一個氧原子與Cu2+配位，而另一個磺酸基未配位，這減少了質子跳躍位點的數(shù)目，化合物2中的磺酸基團都沒有參與配位，從而導致化合物1的質子導電率低于化合物2。盡管化合物3中的一個磺酸基團與Cu2+配位，但引入的氯離子與Cu2+進行了配位，當有水分子存在時，可以形成水合氯離子，磺酸基團與相鄰的水合氯離

碩士畢業(yè)論文8有高效的中溫段的質子傳導效率，在低溫高濕和高溫無濕條件下都具有較高質子傳導效率：在90℃和95%相對濕度的條件下σ=1.21×102Scm1，Ea=0.26eV；在180℃和無濕度條件下σ=1.45×103Scm1，Ea=0.3eV。圖1-3-3化合物ZrP的質子傳遞途徑和導電機制[56]文章通過進一步的理論計算、變溫固態(tài)核磁、粉末中子衍射等一系列綜合表征測試手段對化合物ZrP中的質子傳遞的路徑和機制進行了闡釋，在ZrP結構中，有序的NH4+離子原位形成并充當質子載體。陽離子和陰離子框架之間的強靜電相互作用使質子載體具有更好的穩(wěn)定性，這些NH4+離子位于合適的位置，與含有質子結合位點的磷酸進行質子傳遞，提供了一種獨特的一維質子傳遞途徑。這種質子傳遞網絡具有顯著的高達200℃的熱穩(wěn)定性，更重要的是，ZrP質子傳導材料不僅實現(xiàn)了在低溫高濕和高溫無濕條件下都具有較高質子傳導速率，并且可以應用到實際的H2/O2和直接甲醇質子交換膜燃料電池中(180℃H2/O2測試條件下電池的電功率密度可達到12mWcm2)。這是首次將晶體材料同時用于H2/O2和直接


本文編號：3102236