金屬有機骨架化合物(MOFs)因其多樣的結(jié)構(gòu)、較大的比表面積和易引入功能基團等優(yōu)點,在催化、熒光、分子吸附與化學傳感等諸多領域有著非常廣闊的應用前景,是材料科學領域研究的熱點領域。本論文基于多種羧酸類配體,嘗試經(jīng)典MOFs的功能基團修飾,同時設計合成多種新型MOFs,并研究它們在催化和熒光等方面的性質(zhì)。主要研究成果如下:1、研究不同三價金屬中心的MIL-53系列MOFss在Strecker反應中的催化活性,并詳細考察了催化劑金屬中心和修飾的官能團對催化活性的影響,同時研究了底物取代基的電子性質(zhì)和底物的空間位阻對于反應速率的影響。其中,具有路易斯酸堿雙活性中心的NH₂-MIL-53(Ga)表現(xiàn)出了很高的Strecker反應催化活性、良好的底物選擇性和底物普適性,同時催化劑可以重復使用9次而不失活。2、研究由2,5-噻吩二羧酸構(gòu)筑的兩種同構(gòu)MOFs在Strecker反應中的催化性能,探究了不同金屬中心對催化活性的影響,底物取代基的電子性質(zhì)對于反應速率的影響。對于芐基保護的亞胺底物,以鈧為金屬中心構(gòu)筑的MOFs(化合物1-Sc-a)和以銦為金屬中心的MOFs(化合物1-...

【文章頁數(shù)】：172 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.2不同方法、溫度制備MOFs的產(chǎn)物一覽

2[7-9]。在不同的有機、無機物前體和合成條件下，人們可以得到具有不同金屬中心和不同空隙體積的MOFs。在這種情況下，大多數(shù)MOFs的結(jié)構(gòu)具有高度均勻性和規(guī)則性，從而形成低密度的多孔骨架。例如，MOF-5，MIL-101以及UiO-66等具有較大孔道的經(jīng)典MOFs已被人們廣泛研....

圖1.3可實現(xiàn)氨基功能化的MOFs

潞銑傻腗OF-46具有與MOF-2不同的結(jié)構(gòu)。利用相同的設計思路，科學家們相繼合成出了氨基功能化的UiO-66和MIL-101（Cr）[27,34]。與非功能化的材料相比，合成條件中的溫度和時間進行了小幅度的調(diào)整。其中，氨基功能化的MIL-101（Cr）展現(xiàn)出了極高的比表面積（達....

圖2.3MIL-53系列催化劑的熱重分析圖：（a）NH2-MIL-53(Ga)，（b）MIL-53

26圖2.2粉末XRD衍射曲線圖：（a）NH2-MIL-53(Ga)，（b）MIL-53(Ga)，（c）NO2-MIL-53(Ga)，（d）NH2-MIL-53(In)和（e）循環(huán)催化后的NH2-MIL-53(Ga).圖（a）和圖（e）中的模擬曲線是基于MIL-53(Al)的窄孔....

圖2.4MIL-53系列催化劑的紅外分析圖：（a）NH2-MIL-53(Ga)，（b）MIL-53

27NO2-MIL-53(Ga)在100℃以下的輕微失重是由于樣品表面吸附水的失去，其在350~525℃的失重歸因于配體的氧化和結(jié)構(gòu)的坍塌；NH2-MIL-53(In)在100℃以下的失重歸因于樣品表面吸附的水分子的蒸發(fā)，其在100~250℃的失重歸因于孔道內(nèi)吸附的DMF分子的汽....

本文編號：3947443