新型三維金屬有機框架材料的制備、結構及其性質研究
發(fā)布時間:2021-06-07 19:13
金屬有機框架(簡稱MOFs)作為一類新型多孔材料,基于其新穎的結構和潛在的性質吸引了科學家們的眼球,例如其特有的性質(結構組分可控、孔隙率高和比表面積大等等)已在諸多方面顯示出獨特的性能,已成為目前新材料領域研究的熱點。在本文中,通過常見的溶劑熱合成法設計合成了五例MOFs,并進一步利用X-射線單晶衍射,PXRD,紅外,元素分析,熱重,熒光分析儀、紫外光譜儀、常壓吸附等一系列測試手段表征分析了五例MOFs的晶體結構、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,并重點探究了其在熒光調控,放射性碘捕獲,和氣體選擇性吸附分離等三個方面展現(xiàn)出獨特的性能,主要的研究內容和結果如下:1、利用剛性吡啶-羧酸配體 5-(pyridin-4-y1)isophthalic acid(簡稱 H2pia)與Pb2+在三種不同的溶劑中構筑了三例Pb-MOFs,[Pb2(pia)2(DMA)]·DMA(1),[Pb2(pia)2(DMF)]·1.5DMF(2),[Pb2(pia)2(DMF)]·NEt3(3),通過晶體結構解析發(fā)現(xiàn)化合物1-3是同構的,且具有相同的柱鏈框架和被雙層配體連續(xù)包圍的一維方形孔道,但是僅僅由于微小的結構差異(...
【文章來源】:陜西科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2金屬有機框架材料的功能應用[46]??Figure?1-2?Graphic?illustration?of?pore?and?function?engineering?to?develop??
。??美國UCLA的Omar?M.Yaghi、日本京都大學的S.?kitagawa以及日本東京大學的M.??fujita等科學家,在MOFs的起源和發(fā)展進程中做了許多的工作,提出了很多具有開創(chuàng)性??的設想,在配位化學領域開辟了一片新的天地,現(xiàn)如今,國內外越來越多的科研團隊對??MOFs材料的研究表現(xiàn)出極大的興趣,通過SciFinder統(tǒng)計的數(shù)據(jù)結果顯示,自1999年??至2019年以“金屬-有機框架(MOF或者MOFs)”為關鍵詞所發(fā)表和引用的文章數(shù)量逐年??呈現(xiàn)遞增趨勢【52],如圖1-3所示,MOFs材料己經(jīng)成為配位化學領域的研究熱點。??8000-??[〇|||?6000」??毅i?園園??w?Hi??以?4000-??—udllill??2001?2004?2007?2010?2013?2016?2019??年份??圖1-3以“MOForMOFs”為關鍵詞的文獻檢索結果(數(shù)據(jù)來源:SciFinder數(shù)據(jù)庫)[:<2】??Figure?1-3?Literature?search?results?with?"MOF?or?MOFs"?as?keywords?(Source:?SciFinder?Database)?[52]??1.1.2金屬-有機框架材料的合成方法??通過上述統(tǒng)計結果我們可以看到,金屬-有機框架材料(MOFs)近些年的發(fā)展一直??呈上升態(tài)勢,意味著越來越多的團隊開始致力于MOFs的研宄,從合成新穎的結構出發(fā)??3??
?新型三維金屬有機框架材料的制備、結構及其性質研究???二極管(White-light-emitting-di〇de,WLED)映入公眾的視野,因其發(fā)光效率高、顯色指數(shù)大、??熒光量子產(chǎn)率高、環(huán)境友好等優(yōu)勢己逐漸備受科學界的重點關注,MOFs由于其孔道結??構規(guī)則并且可方便進行調控,一躍成為優(yōu)良的新型熒光材料[54_6Q],同時利用其孔道比較??大以及其中含有的特殊位點也可以裝載或者結合多種發(fā)光客體分子/離子,為材料熒光性??能的產(chǎn)生提供多種可能性。如圖1-4所示,在365?nm紫外燈的激發(fā)下,晶體粉末在不同??有機溶劑中呈現(xiàn)出不同的顏色。??mwi??圖1-4紫外燈在365?nm激發(fā)后懸浮在每種VOC液體中的Zn2(l,4-bdc)2(dpNDI)晶體粉末的發(fā)光圖??Figure?1-4?The?resulting?luminescence?of?crystal?powders?of?Zn2(i,4-bdc)2(dpNDI)?suspended?in?each?VOC??liquid?after?excitation?365?nm?using?at?commercial?ultraviolet?lamp??MOFs是有機配體與金屬離子或者金屬簇核通過自組裝而形成具有多孔結構的特殊??晶態(tài)框架材料。對于定向合成熒光材料來說,有機配體的選取有一定的原則,其中可以??作為熒光的來源之一共軛配體依靠潛在的熒光性能成為MOFs的主要連接體另外,??稀土金屬離子由于具有復雜的電子結構在一定激發(fā)波長下會發(fā)射出尖銳且強烈的熒光而??經(jīng)常被用于熒光材料的構筑。熒光材料廣泛應用于熒光傳感、離子或者小分子識別以及??白光調控,本章節(jié)我們
【參考文獻】:
期刊論文
[1]功能MOFs材料的研究進展[J]. 郝召民,杜利利,王中英,陳照,婁蕭峰. 化學研究. 2016(02)
[2]核事故時放射性碘污染及穩(wěn)定性碘化物應用[J]. 查永如,鄒劍明. 職業(yè)醫(yī)學. 1999(02)
本文編號:3217146
【文章來源】:陜西科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2金屬有機框架材料的功能應用[46]??Figure?1-2?Graphic?illustration?of?pore?and?function?engineering?to?develop??
。??美國UCLA的Omar?M.Yaghi、日本京都大學的S.?kitagawa以及日本東京大學的M.??fujita等科學家,在MOFs的起源和發(fā)展進程中做了許多的工作,提出了很多具有開創(chuàng)性??的設想,在配位化學領域開辟了一片新的天地,現(xiàn)如今,國內外越來越多的科研團隊對??MOFs材料的研究表現(xiàn)出極大的興趣,通過SciFinder統(tǒng)計的數(shù)據(jù)結果顯示,自1999年??至2019年以“金屬-有機框架(MOF或者MOFs)”為關鍵詞所發(fā)表和引用的文章數(shù)量逐年??呈現(xiàn)遞增趨勢【52],如圖1-3所示,MOFs材料己經(jīng)成為配位化學領域的研究熱點。??8000-??[〇|||?6000」??毅i?園園??w?Hi??以?4000-??—udllill??2001?2004?2007?2010?2013?2016?2019??年份??圖1-3以“MOForMOFs”為關鍵詞的文獻檢索結果(數(shù)據(jù)來源:SciFinder數(shù)據(jù)庫)[:<2】??Figure?1-3?Literature?search?results?with?"MOF?or?MOFs"?as?keywords?(Source:?SciFinder?Database)?[52]??1.1.2金屬-有機框架材料的合成方法??通過上述統(tǒng)計結果我們可以看到,金屬-有機框架材料(MOFs)近些年的發(fā)展一直??呈上升態(tài)勢,意味著越來越多的團隊開始致力于MOFs的研宄,從合成新穎的結構出發(fā)??3??
?新型三維金屬有機框架材料的制備、結構及其性質研究???二極管(White-light-emitting-di〇de,WLED)映入公眾的視野,因其發(fā)光效率高、顯色指數(shù)大、??熒光量子產(chǎn)率高、環(huán)境友好等優(yōu)勢己逐漸備受科學界的重點關注,MOFs由于其孔道結??構規(guī)則并且可方便進行調控,一躍成為優(yōu)良的新型熒光材料[54_6Q],同時利用其孔道比較??大以及其中含有的特殊位點也可以裝載或者結合多種發(fā)光客體分子/離子,為材料熒光性??能的產(chǎn)生提供多種可能性。如圖1-4所示,在365?nm紫外燈的激發(fā)下,晶體粉末在不同??有機溶劑中呈現(xiàn)出不同的顏色。??mwi??圖1-4紫外燈在365?nm激發(fā)后懸浮在每種VOC液體中的Zn2(l,4-bdc)2(dpNDI)晶體粉末的發(fā)光圖??Figure?1-4?The?resulting?luminescence?of?crystal?powders?of?Zn2(i,4-bdc)2(dpNDI)?suspended?in?each?VOC??liquid?after?excitation?365?nm?using?at?commercial?ultraviolet?lamp??MOFs是有機配體與金屬離子或者金屬簇核通過自組裝而形成具有多孔結構的特殊??晶態(tài)框架材料。對于定向合成熒光材料來說,有機配體的選取有一定的原則,其中可以??作為熒光的來源之一共軛配體依靠潛在的熒光性能成為MOFs的主要連接體另外,??稀土金屬離子由于具有復雜的電子結構在一定激發(fā)波長下會發(fā)射出尖銳且強烈的熒光而??經(jīng)常被用于熒光材料的構筑。熒光材料廣泛應用于熒光傳感、離子或者小分子識別以及??白光調控,本章節(jié)我們
【參考文獻】:
期刊論文
[1]功能MOFs材料的研究進展[J]. 郝召民,杜利利,王中英,陳照,婁蕭峰. 化學研究. 2016(02)
[2]核事故時放射性碘污染及穩(wěn)定性碘化物應用[J]. 查永如,鄒劍明. 職業(yè)醫(yī)學. 1999(02)
本文編號:3217146
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教材專著