多孔金屬有機框架材料的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變、分離及熒光性能研究.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩137頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、自上個世紀九十年代初期以來,金屬有機框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)材料因其廣泛的應用前景得到了化學工作者的廣泛關注。經(jīng)過二十多年的發(fā)展,MOFs材料的研究正在向以功能為導向,通過結(jié)構(gòu)的合理設計和制備方法的可控調(diào)節(jié)來獲取所需特性材料的方向發(fā)展。由于材料的理化性能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關,MOFs在外部刺激下可能發(fā)生可逆或不可逆的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,近幾年關于 MOFs結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的研究成為該領域發(fā)展最為迅猛的分支之一。本論

2、文通過合理設計一系列新型的有機配體,將其與不同的金屬中心構(gòu)筑結(jié)構(gòu)多變的金屬有機框架材料,通過相應的外部刺激對其結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變進行研究,同時對轉(zhuǎn)變前后材料的吸附分離性能進行深入探索。另外,研究了金屬有機框架材料在醇水分離、金屬離子檢測和爆炸物檢測等方面的應用。
  本研究主要內(nèi)容包括:⑴設計合成了一個新型的酰胺修飾的間苯二甲酸衍生物類配體[5-(2-乙酰氧基)-丙酰氨基]間苯二甲酸(H2La),并利用該配體和金屬銅離子自組裝得到一個具有標

3、準Kagomé層狀結(jié)構(gòu)的微孔配合物1。該2D材料可以在水溶液中發(fā)生分步的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變:首先發(fā)生配位溶劑取代的單晶到單晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閬喎€(wěn)態(tài)變形Kagomé層狀結(jié)構(gòu)配合物2,然后繼續(xù)溶解再結(jié)晶轉(zhuǎn)化成一個具有3D的NbO拓撲類型的配合物3。據(jù)我們所知,這是第一例集單晶到單晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和溶解重結(jié)晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變于一體的轉(zhuǎn)變過程。更加有趣的是,轉(zhuǎn)變前后活化態(tài)的材料對水蒸汽、甲醇和乙醇蒸汽的吸附各不相同。轉(zhuǎn)變前的材料對水和醇的蒸汽均有較大的吸附量,不具有分離效果

4、;而結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變后的材料只選擇性的吸附水蒸汽,并且伴隨有無定形態(tài)到晶態(tài)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,但對醇的蒸汽幾乎沒有吸附作用,因此可以用于醇中少量水的分離。⑵利用相同酰胺修飾基團合成了一個對苯二甲酸類配體衍生物[2-(2-乙酰氧基)-丙酰氨基]對苯二甲酸(H2Lb),然后在輔助配體三乙烯二胺的存在下,將其與金屬鎘構(gòu)筑了一個具有蜂窩狀孔道的2D微孔配位聚合物4。該配合物在水中可以超聲溶解,所形成的水溶液在不同的溫度下會結(jié)晶出具有不同結(jié)構(gòu)的配位聚合物5-7。

5、研究結(jié)果表明超聲后的溶液在室溫下重結(jié)晶形成的是一個簡單的1D鏈狀結(jié)構(gòu)配合物5;升高溫度至120 oC時重結(jié)晶得到一個新型2D網(wǎng)格狀的配合物6;而在140 oC時則會重結(jié)晶析出一個與上述幾種配合物結(jié)構(gòu)都不相同的3D的框架結(jié)構(gòu)配合物7。有趣的是溶解在水中的輔助配體三乙烯二胺重結(jié)晶時不會重新再與金屬中心發(fā)生配位作用,并且配位的羧酸配體在轉(zhuǎn)變后的不同結(jié)構(gòu)中的配位模式也有很大的差別。此外,我們對轉(zhuǎn)變前配合物的氣體吸附行為以及與有機染料分子之間的多

6、步能量轉(zhuǎn)移過程進行了研究。研究結(jié)果表明,配合物4與染料吖啶橙,吖啶橙與羅丹明B各自對應的吸收與發(fā)射光譜之間的能量匹配為復合物作為連續(xù)的多步能量轉(zhuǎn)移體系提供了可能性。⑶選取了稀土離子Tb3+作為金屬中心與對苯二甲酸類衍生配體(H2Lb)進行自組裝,得到了一例水穩(wěn)定的3D蜂窩狀稀土有機框架材料,{[Tb(L2)1.5(H2O)]?3H2O}n(Tb-MOF,8)。由于該材料具有較強的綠色熒光,因此我們對其在金屬離子和爆炸物的選擇性檢測方面進

7、行了研究。研究結(jié)果表明該材料可作為熒光探針在水溶液中選擇性地識別出Fe3+和Al3+,并對水相中的爆炸物2,4,6-三硝基苯酚(TNP)也有較快的響應。⑷利用相同酰胺修飾基團合成了一個尺寸更長的聯(lián)苯二甲酸類衍生物配體[3-(2-乙酰氧基)-丙酰氨基]-4,4'-聯(lián)苯二甲酸(H2Lc),利用其與銅離子中心作用構(gòu)筑了五個不同微孔結(jié)構(gòu)的金屬有機框架材料9-13。其中在DMF中溶劑熱條件下形成的配合物9為一個有趣的2D+3D的穿插結(jié)構(gòu),這是首例

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論