基于芴和咔唑基羧酸鋅、鎘多孔配位聚合物的研究.pdf

1、多孔配位聚合物是一類由有機配體和金屬離子或金屬簇構(gòu)筑而成具有獨特的拓撲結(jié)構(gòu)，大比表面積和高孔隙率，易于組裝和修飾等特點的新型多孔材料，在氣體儲存、吸附分離、催化等領(lǐng)域具有潛在的應用前景。芴及咔唑類衍生物是一類具有特殊剛性稠環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物，分子內(nèi)含有大π共軛體系，使其具有良好的光熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性。含羧酸的有機配體具有多個配位點、良好的配位能力和多變的配位方式，在自組裝構(gòu)筑配位聚合物方面顯示出了獨特的優(yōu)越性。本文著重研究基于芴及咔唑類羧

2、酸配體與過渡金屬離子自組裝構(gòu)筑多孔配位聚合物的合成條件，以及其結(jié)構(gòu)與氣體吸附性能之間的關(guān)系。自組裝構(gòu)筑了四個多孔配位聚合物，并對部分配合物的氣體吸附性質(zhì)進行了研究。
　　1.以芴和咔唑為原料，合成了四個基于芴及咔唑骨架的有機羧酸配體2，7-芴二甲酸(H2FDC)、2，7-芴酮二甲酸(H2FODC)、3，6-咔唑二羧酸(H2CDC)和9-(4-羧基苯)-3，6-咔唑二羧酸(H3CPCDC)，并通過紅外光譜和核磁共振氫譜分別對其進行表

3、征。
　　2.以上述四個羧酸配體分別在溶劑熱條件與過渡金屬離子反應Zn(Ⅱ)，Cd(Ⅱ)和含氮雜環(huán)配體反應，合成出四個多孔配位聚合物[Zn2(FDC)2(bpy)]n·Guest(1)、[Zn2(FODC)2(bpy)]n·Guest(2)、[Cd(CDC)(bimba)]n· H2O(3)和[Zn3(μ3-O)(CPCDC)2(DMF)]n·Guest(4)。通過元素分析、紅外光譜、X-射線單晶衍射和XRD粉末衍射對它們進行了結(jié)

4、構(gòu)表征，研究表明化合物1和2中有機羧酸配體均采用順順雙齒的配位模式，并發(fā)現(xiàn)配體上有無柔性基團對構(gòu)筑出的多孔配位聚合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有著很大的影響。
　　3.對配合物1和2進行了熱穩(wěn)定性和氣體吸附性質(zhì)的研究。氮氣條件下的熱重分析表明，配合物1和2在130-300℃均具有穩(wěn)定的無客體溶劑分子的框架結(jié)構(gòu)。氣體吸附測試表明，配合物1對氮氣和二氧化碳都具有一定的吸附能力，而配合物2在對氮氣和二氧化碳吸附時發(fā)生“gate-opening”現(xiàn)象，