多羧酸類金屬-有機雜化材料的功能化設計及其性質研究.pdf

1、晶體工程學為實現分子堆積的可設計性和可控合成，并進而實現材料的功能化提供了豐富的途徑。金屬-有機框架作為晶體工程學中的一類重要研究對象，以其結構穩(wěn)定、設計多樣、易于合成的優(yōu)點，受到人們的廣泛關注。而羧酸根容易與金屬離子螯合形成穩(wěn)定結構，所以多羧酸類配體通常被認為是構建金屬-有機框架的優(yōu)秀結構單元。
　　本文主要利用水熱與溶劑熱合成的方法，通過控制反應溫度、改變配體、調整反應物比例、調節(jié)酸堿度等策略合成了6個多羧酸基的金屬-有機框架

2、材料。采用X-射線單晶衍射確定了所獲晶體的原子結構，并通過粉末X-射線衍射、紅外光譜、熱重分析、氣體吸附、量熱分析等表征方法對產物的結構以及性質進行了分析。主要內容如下：
　　1．雙羧基微孔框架的設計、合成，及其氣體選擇性吸附性質的研究。溶劑熱條件下，將間苯二甲酸(1,3-H2bdc)和對苯二甲酸(1,4-H2bdc)分別引入硝酸銦(In(NO3)3)體系中，獲得了兩種具有不同孔狀結構的金屬-有機雜化材料，化合物1和化合物2：

3、r>　　[H2In3O(OH)3(1,3-bdc)3](1)
　　[HIn(1,4-bdc)2](2)
　　化合物1中的孔道被其內部的苯環(huán)所阻擋，沒有表現出對氣體的良好的吸附能力?；衔?則在1 atm下對CO2和N2具有較高的吸附選擇性，而且擁有良好的結構與氣體吸附量的穩(wěn)定性。
　　2．能量的儲存與pH控制釋放。水熱條件下，將1,3-二吡啶基丙烷(bpp)引入到醋酸鈷(Co(Ac)2)和均苯四羧酸(1,2,4,5-H

4、4btec)體系當中，制備了化合物3。將化合物3的樣品放入酸性水溶液，保持常溫常壓(NTP:～298 K,1 atm)，依次獲得了化合物4，5和6：
　　[Co5(OH)2(bpp)(btec)2]2?H2O(3)
　　[Co2(H2O)4(bpp)2(Hbtec)2]?5H2O?H2bpp(4)
　　[Co2(H2O)2(OH)(bpp)2(Hbpp)(btec)]?5H2O(5)
　　[Co3(H2O)4(H