金屬有機(jī)框架光催化劑合成、結(jié)構(gòu)及降解有機(jī)染料性能研究.pdf

1、目前，科學(xué)家們已經(jīng)使用大量的有機(jī)橋聯(lián)配體設(shè)計(jì)和合成新型MOFs。其中，特別是芳香羧酸和含氮咪唑類的橋聯(lián)配體最適合構(gòu)筑具有多變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的MOFs，如:籠狀、蜂窩狀、互相貫穿的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及多維結(jié)構(gòu)的MOFs。有機(jī)芳香羧酸配體，尤其是1，4-對(duì)苯二甲酸，4，4'-聯(lián)苯二甲酸，2，5-吡啶二羧酸和3，5吡啶二羧酸，由于它們具有多種配位模式和高度結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在構(gòu)筑MOFs中。本文利用兩種鄰菲啰啉衍生物和有機(jī)芳香羧酸作為有機(jī)配體，以

2、過(guò)渡金屬作為金屬中心，通過(guò)水熱法合成了6種配合物，并詳細(xì)研究了6種配合物作為光催化劑對(duì)有機(jī)染料的降解性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.利用鄰菲啰啉衍生物2-(4-甲氧基苯基)-1氫-咪唑并(4，5-f)(1，10)-菲啰啉(P-HNCP)和2-(2-羧基苯基)-1氫-咪唑并（4，5-f）-(1，10)菲啰啉(O-HNCP)為主配體，以1，4-對(duì)苯二甲酸和4，4'-聯(lián)苯二甲酸為第二配體，在水熱條件下得到了兩種新型配位聚合物:[Co2

3、(1，4-BDC)(NCP)2]n·2nH2O(1)和[Cu(ONCP)(4，4'-H2BPDA)1/2(H2O)·(4，4'-H2BPDA)]n(2)，結(jié)構(gòu)分析表明，π…π堆積作用將配合物1的二維層狀結(jié)構(gòu)進(jìn)一步構(gòu)筑成為三維(3D)超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。將配合物2的一維鏈狀結(jié)構(gòu)進(jìn)一步構(gòu)筑成為二維(2D)層狀結(jié)構(gòu)。對(duì)配合物1和2還進(jìn)行了紅外光譜、紫外光譜、元素分析、X-射線單晶衍射、粉末X-射線多晶衍射和熱穩(wěn)定性表征并且詳細(xì)研究了其作為光催化劑

4、對(duì)甲基橙(OG)，羅丹明B（RhB），亞甲基藍(lán)(MB)和甲基紫(MV)的光催化降解性能。
　　2.以3，5-吡啶二羧酸構(gòu)筑的金屬有機(jī)框架Co(pydc)(H2O)2(3)和Ni(pydc)(H2O)(4)(pydc=3，5-吡啶二羧酸)作為可見光驅(qū)使下的光催化劑對(duì)亞甲基藍(lán)染料都表現(xiàn)出很好的光催化降解性能。配合物3相對(duì)4具有更高的光催化活性，我們認(rèn)為導(dǎo)致這兩種化合物光催化活性差異的主要原因是兩種化合物的中心金屬離子不同。從LMCT躍

5、遷計(jì)算得出化合物3具有較窄的帶隙值，從而提高了對(duì)可見光的利用率。此外，這兩種化合物光降解有機(jī)染料遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)并且在光催化過(guò)程中都具有很好的穩(wěn)定性。
　　3.在水熱條件下，合成了兩種基于2，5-吡啶二羧酸的配位聚合物:[Ni(2,5-PDC)(H2O)2](H2O)(2·H2O)(5)和[Co(2,5-HPDC)2(PHEN)](6)（2，5-H2PDC=2，5-吡啶二羧酸，PHEN=鄰菲啰啉），配合物6為零維結(jié)構(gòu)，通過(guò)π…π堆積