本文關(guān)鍵詞：基于唑類配體和羧酸配體的鋅金屬-有機(jī)骨架的合成、結(jié)構(gòu)及性能

  更多相關(guān)文章： 鋅金屬-有機(jī)骨架化合物 多元羧酸 氮唑配體 晶體結(jié)構(gòu) 吸附性能

【摘要】：金屬-有機(jī)骨架化合物(Metal-Organic Frameworks,縮寫(xiě)為MOFs)是一種有著高度規(guī)整的無(wú)限網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配位聚合物(Coordination Polymers,縮寫(xiě)為CPs)。唑類配體具有配位氮原子,而羧酸配體則含有羧酸氧配位原子,因此這兩種不同配位能力的混合配體構(gòu)筑的金屬-有機(jī)骨架化合物往往具有優(yōu)越的氣體吸附性質(zhì)、光化學(xué)性質(zhì)、非線性光學(xué)性質(zhì)和鐵電性質(zhì)等,是極具發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景的功能材料。在本論文中,我們以5-氨基-1H-四氮唑或1,2,4-三氮唑或3-氨基-1,2,4-三氮唑和多元芳香羧酸為混合配體協(xié)同與Zn(II)離子配位,以溶劑熱為合成方法,合成了7個(gè)金屬-有機(jī)骨架化合物,其分子式如下:{(H3O)0.5[Zn(1,2,4,5-BTBC)0.25(ATZ)1.5]·x(solvent)}n(1){[Zn2(1,2,4-BTC)(ATZ)(H2O)]·DMF }n(2){[Zn5(μ3-OH)2(1,3,5-BTC)2(trz)2(DMF)2]·x(solvent)}n(3){[Zn7(5-SIP)2(trz)8(H2O)4]·(H2O)4}n(4){[Zn3(1,2,4-BTC)(3-NH2-trz)3]·x(solvent)}n(5){[Zn2(5-CH3-1,3-BDC)(3-NH2-trz)2]·x(solvent)]}n(6){[Zn2(5-OH-1,3-BDC)(3-NH2-trz)2]·x(solvent)}n(7)(1,2,4,5-H4BTBC:1,2,4,5-苯四甲酸;ATZ:5-氨基-1H-四氮唑;1,2,4-H3BTC:1,2,4-苯三甲酸;3-NH2-trz:3-氨基-1,2,4-三氮唑;5-CH3-1,3-BDC:5-甲基1,3-間苯二甲酸;5-OH-1,3-BDC:5-羥-1,3-間苯二甲酸;1,3,5-H3BTC:1,3,5-苯三甲酸;trz:1,2,4-三氮唑;5-H3SIP:5-磺酸基間苯二甲酸)。所有化合物的結(jié)構(gòu)都采用X-射線單晶衍射、X-射線粉末衍射(PXRD)、熱重、紅外光譜等進(jìn)行了表征。通過(guò)結(jié)構(gòu)解析,我們發(fā)現(xiàn)化合物1 7都是具有一維孔道的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其中溶劑分子(N,N-二甲基甲酰胺和/或水分子)填充在骨架的一維孔道中。為了更好、更徹底的驅(qū)除溶劑分子,我們利用低沸點(diǎn)的溶劑將化合物中的這些高沸點(diǎn)溶劑交換出來(lái)。通過(guò)交換實(shí)驗(yàn)表明,除了化合物4和7,其它化合物的溶劑分子均被低沸點(diǎn)的溶劑交換出來(lái)了。因此,我們對(duì)1、2、3、5及6這五個(gè)活化后的金屬-有機(jī)骨架化合物進(jìn)行了N2、CO2以及烴類氣體(CH4、C2H6、C3H8、C2H4和C2H2)的吸附性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明:除了化合物2,其它4個(gè)金屬-有機(jī)骨架化合物對(duì)N2、CO2以及部分烴類氣體具有一定的吸附能力。特別是對(duì)CO2和C2H2表現(xiàn)出了較好的吸附量,其原因是在這些化合物的孔道內(nèi)含有的π芳香體系和/或氨基極性基團(tuán)等能與氣體分發(fā)生弱的作用。另外,在本論文中,我們還探究了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)溶劑、溶劑配比、原料配比等因素對(duì)金屬-有機(jī)骨架化合物形成的影響。本論文分為以下三個(gè)部分:第一章為前言部分,這一章主要是對(duì)金屬-有機(jī)骨架化合物做了簡(jiǎn)單的介紹,概述了金屬-有機(jī)骨架化合物的合成方法以及影響因素,簡(jiǎn)述了基于氮唑和羧酸配體構(gòu)筑的金屬-有機(jī)骨架化合物的研究進(jìn)展情況,并提出了該論文的選題意義。第二章對(duì)本論文中合成的7個(gè)金屬-有機(jī)骨架的合成及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述,并對(duì)化合物1、2、3、5及6進(jìn)行了對(duì)N2、CO2以及部分烴類氣體的吸附性能測(cè)試,發(fā)現(xiàn)除了化合物2,其它4個(gè)金屬-有機(jī)骨架化合物對(duì)這幾種氣體具有一定的吸附能力。第三章對(duì)本論文的工作進(jìn)行了總結(jié)與展望。
【關(guān)鍵詞】：鋅金屬-有機(jī)骨架化合物 多元羧酸 氮唑配體 晶體結(jié)構(gòu) 吸附性能
【學(xué)位授予單位】：江西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O641.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-21
• 1.1 金屬-有機(jī)骨架化合物9-11
• 1.1.1 金屬-有機(jī)骨架化合物合成方法10
• 1.1.2 影響金屬-有機(jī)骨架化合物合成和結(jié)構(gòu)的因素10-11
• 1.2 唑類和羧酸配體構(gòu)筑的金屬-有機(jī)骨架化合物的研究進(jìn)展11-19
• 1.3 本課題的選題依據(jù)和研究工作19-21
• 第二章 金屬-有機(jī)骨架化合物的合成、結(jié)構(gòu)及其性能研究21-66
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與測(cè)試儀器21-22
• 2.2 金屬-有機(jī)骨架化合物的合成22-25
• 2.2.1 金屬 - 有機(jī)骨架化合物{(H_3O)_(0.5)[Zn(1,2,4,5-BTBC)_(0.25)(ATZ)_(1.5)]·x(solvent)}_n(1)的合成23
• 2.2.2 金屬-有機(jī)骨架化合物{[Zn_2(1,2,4-BTC)(ATZ)(H_2O)]·DMF}_n(2)的合成23
• 2.2.3 金屬 - 有機(jī)骨架化合物 {[Zn_5(μ_3-OH)_2(1,3,5-BTC)_2(trz)_2(DMF)_2]·x(solvent)}_n(3)的合成23-24
• 2.2.4 金屬-有機(jī)骨架化合物{[Zn_7(5-SIP)_2(trz)_8(H_2O)_4]·(H_2O)_4}_n(4)的合成24
• 2.2.5 金屬-有機(jī)骨架化合物{[Zn_3(1,2,4-BTC)(3-NH_2-trz)_3]·x(solvent)}_n(5)的合成24-25
• 2.2.6 金屬-有機(jī)骨架化合物{[Zn_2(5-CH_3-1,3-BDC)(3-NH2-trz)_2]·x(solvent)]}_n(6)的合成25
• 2.2.7 金屬-有機(jī)骨架化合物{[Zn_2(5-OH-1,3-BDC)(3-NH_2-trz)_2]·x(solvent)]}_n(7)的合成25
• 2.3 金屬-有機(jī)骨架化合物的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)25-28
• 2.4 金屬-有機(jī)骨架化合物的晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、粉末衍射以及氣體吸附性能研究28-64
• 2.4.1 金屬-有機(jī)骨架化合物{(H_3O)_(0.5)[Zn(BTBC)_(0.25)(ATZ)_(1.5)]·x(solvent)}_n(1)的晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、粉末衍射以及氣體吸附性能研究28-34
• 2.4.2 金屬-有機(jī)骨架化合物{[Zn_2(1,2,4-BTC)(ATZ)(H_2O)]·DMF}_n(2)的晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和粉末衍射以及氣體吸附性能研究34-39
• 2.4.3 金屬 - 有機(jī)骨架化合物{[Zn_5(μ_3-OH)_2(1,3,5-BTC)_2(trz)_2(DMF)_2]·x(solvent)}_n(3)的晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、粉末衍射以及吸附性能研究39-46
• 2.4.4 金屬-有機(jī)骨架化合物{[Zn_7(5-SIP)_2(trz)_8(H_2O)_4]·(H_2O)_4}_n(4)的晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性以及粉末衍射研究46-50
• 2.4.5 金屬-有機(jī)骨架化合物{[Zn_3(1,2,4-BTC)(3-NH_2-trz)_3]·x(solvent)}_n(5)的晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、粉末衍射以及氣體吸附性能研究50-56
• 2.4.6 金屬-有機(jī)骨架化合物{[Zn_2(5-CH_3-1,3-BDC)(3-NH_2-trz)_2]·x(solvent)]}_n(6)的晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、粉末衍射以及氣體吸附性能研究56-61
• 2.4.7 金屬-有機(jī)骨架化合物{[Zn_2(5-OH-1,3-BDC)(3-NH_2-trz)_2]·x(solvent)]}_n(7)的晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性以及粉末衍射研究61-64
• 2.5 小結(jié)64-66
• 第三章 總結(jié)66-68
• 參考文獻(xiàn)68-77
• 致謝77-78
• 在讀研期間公開(kāi)發(fā)表論文（著）及科研情況78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 孫錦玉,周亞明,陳珍霞,屠波,翁林紅,趙東元;開(kāi)放式有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化骨架配位聚合物[Sn(SO_4)(BDC)(H_2O)]的合成和晶體結(jié)構(gòu)[J];高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào);2003年09期

2 王瑞虎 ,洪茂椿 ,翁家寶 ,曹榮 ,羅軍華;Synthesis and Crystal Structure of a Novel Hydrogen-Bonded Three-Dimensional Polymer [Zn(1,4-benzenedicarboxylate)-(pyridine)·H_2O]_n[J];Chinese Journal of Chemistry;2002年10期

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本文編號(hào)：968147