金屬-有機多面體（MOPs）是由金屬離子或者金屬簇與有機配體在一定條件下自組裝形成的具有多面體幾何構型的籠狀結構。金屬-有機多面體因其獨特的物理和化學性質(zhì)而越來越受到關注,因此可將其廣泛應用于催化、傳感、主客體化學、分離儲存以及藥物傳輸?shù)阮I域。其中前過渡金屬元素與氧原子連接形成的金屬氧簇（又稱多酸）,常被作為第二構筑單元（SBUs）,進而用來構建新型MOPs。這樣構建的MOPs集多酸和配體的優(yōu)點于一身,同時具有獨特的性質(zhì)。金屬中心和有機連接劑的選擇是合成MOPs過程中兩大關鍵因素。值得一提的是,近五年釩基金屬-有機多面體（VMOPs）備受關注,使得原本比較單調(diào)的釩基金屬-有機多面體的大家庭豐富了起來。同時鋯基金屬-有機多面體（Zr-MOPs）由于其極強的穩(wěn)定性而得到發(fā)展。本文主要分為以下兩個部分:1.選取了三種不同的有機配體和不同釩源在溶劑熱條件下合成了三種新型的VMOPs,并對三種化合物進行了一系列基本表征。其中對化合物1進行了染料吸附以及熒光性質(zhì)研究。染料吸附測試結果表明,化合物1只對陽離子染料包括亞甲基藍、結晶紫和羅丹明B具有吸附作用,其中對尺寸較小的亞甲基藍吸附能力最強,并且能... 

【文章來源】：東北師范大學吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

柏拉圖和阿基米德多面體及其對稱性

?災氏喙�。葰g??燙?τ迷諍艽蟪潭壬?避開了這類MOPs[41]。此外，通常以N原子作為供體的配體所形成的MOPs主要由鈀和鉑金屬制成，對于商業(yè)應用而言與這些金屬相關的成本太昂貴了。目前報道的以O原子作為供體的配體所形成的MOPs中，大多數(shù)是以酚鹽-連接子作為配體，與此同時大多數(shù)都是在溶液相中進行研究的，并且尚未探索這些籠的固態(tài)多孔性質(zhì)。具有固態(tài)多孔性質(zhì)的MOPs主要由羧酸連接劑構成。在最近的一些報道中，羧酸類MOPs表現(xiàn)出耐熱、防水和/或化學穩(wěn)定的跡象，可以通過采取一系列穩(wěn)定策略來精心制做結晶度高的固態(tài)MOPs(圖1.2)。然而形成具有所需穩(wěn)定性的羧酸類MOPs仍存在兩個主要挑戰(zhàn)，即：1)水解穩(wěn)定性差；2)去除溶劑后MOPs的聚集，這兩個或其中任何一個都可能限制這些材料的應用潛力[22]。目前水解穩(wěn)定的多孔MOPs的設計方法基本分為以下三種：增強金屬-配體的鍵合強度，后合成修飾法[42]和金屬中心的疏水性屏蔽[43,44]。為防止去除溶劑后MOPs的聚集可以采取將MOPs分散在基質(zhì)中或以MOPs構筑塊去構建MOFs。圖1.2水解穩(wěn)定的多孔MOPs所選設計原理的示意圖。

街厥印?有機連接劑，作為多面體籠組裝過程中的另一個組成部分，在幾何結構上受到青睞，并且適合基于溶液的研究。雙槳輪結構單元在大多數(shù)分子實體中呈現(xiàn)是由于其易于合成，然而在溶液化學領域的報道有限[65-73]。因此，使用基于溶液方法獲得功能性連接劑以配位雙槳輪結構進而得到新型金屬有機分子實體是非常重要的。在這方面，Zhou研究團隊已經(jīng)開發(fā)了“配體橋連角度驅(qū)動組裝”方法，其中，他們引入了方形四連接的四重Mo-Mo構筑塊[Mo2(COOR)4]，與12個具有不同大小，取代基和彎曲角度為0°、60°、90°和120°的剛性配體配位(圖1.3和1.4)[67]。二齒配體的角度幾何形狀決定了組裝好的多面體籠的拓撲。此外，非橋接配體取代基影響了最終結構的溶解度，而Mo-Mo二聚體單元易于通過兩側的軸向配體擴展成MOFs結構。Yaghi課題組還使用了彎曲角度為180°的羧酸配體合成截角的四面體籠[54]。此外，Verpoort團隊詳細介紹了配體約束條件在構建金屬有機籠(MOCs)中的作用[35]。圖1.3籠角度組件的圖形演示，包括各種角連接劑與一個方形四連接節(jié)點。


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