基于三個芳基羧酸的MOFs的合成與性質研究.pdf

1、本文設計并合成了八個芳基羧酸配體:3,6-二羧基-9-(4-羧基萘基)-9H-咔唑(L1)；3,6-二羧基-9-(3,5-二羧基苯基)-9H-咔唑(L2)；1,3,5-三（4-羧基-3-羥基苯基）苯(L3)；1,3,5-三[4-（4-羧基-3-羥基苯基）苯基]苯(L4)；1,3,5-三（4-羧基-3-甲氧基苯基）苯(L5)；1,3,5-三[4-（4-羧基-3-甲氧基苯基）苯基]苯(L6)；1,2-二（4-羧基-3-甲氧基苯基）苯(L7)

2、以及9-[4-（二（4-羧基苯基）氨基）苯基]-9H-3,6-咔唑二甲酸(L8)。這八個配體都經(jīng)過1HNMR和13CNMR進行了結構確認。除L3、L5外，其他六個配體均未見文獻報道，而L3和L5的合成方法在文獻基礎上做了新改進，簡化了合成路線，提高了反應收率。
　　利用配體L1、L2和硝酸銦作用得到了MOF1、MOF2，通過兩種不同的合成條件得到基于配體L3與硝酸鈷的晶粒大小不同的MOF3。這三個MOF的晶體數(shù)據(jù)通過X射線單晶衍射

3、收集得到，晶體結構通過SHELX-97等軟件進行了解析。由X射線粉末衍射(PXRD)表征了大量合成時樣品的純度，通過熱重測試(TGA)分析了三種材料的穩(wěn)定性。
　　測試了MOF1在273K下對CO2、N2、CH4的吸附性能，并利用亨利定律計算了靜態(tài)下CO2/N2、CO2/CH4、CH4/N2的分離因子，對應分離因子分別為60.79，4.29，14.18，這表明MOF1對二氧化碳具有較高的選擇性;同時檢測了298K下對甲苯、苯、環(huán)己

4、烷蒸汽的吸附行為，結果表明MOF1對這三種蒸汽的最大吸附量分別達到了129、178和114cm3/g。
　　在活化MOF2過程中發(fā)現(xiàn)，活化前后樣品的PXRD有明顯差別，且活化樣品在273K下對二氧化碳、氮氣和甲烷的吸附量都很低，這表明其孔道骨架不穩(wěn)定，在活化過程中失去孔道內(nèi)的自由溶劑分子后，材料的骨架結構已經(jīng)改變。
　　以MOF3為前體，采用不同的熱處理方法分別得到了C@Co以及C@Co3O4。運用Brunauer-Emme