微孔金屬—有機框架的結(jié)構穩(wěn)定性和氣體吸附性質(zhì)研究.pdf

1、微孔金屬-有機框架(MOFs)因其比表面積高、孔道可控、結(jié)構多變可設計等優(yōu)點在氣體吸附與分離、手性催化、光電感應等諸多方面均具有潛在應用價值，并正迅速發(fā)展并成為能源、材料和生命科學交叉領域中的研究熱點。然而，較弱的結(jié)構穩(wěn)定性使多數(shù)具有高孔隙率的微孔MOFs在去除溶劑的過程中易發(fā)生框架的扭轉(zhuǎn)變形，導致不同程度的喪失結(jié)晶性，從而失去微孔結(jié)構的氣體吸附性質(zhì)。
　　 本論文從微孔MOFs的結(jié)構穩(wěn)定性出發(fā)，通過優(yōu)化有機配體的空間構型、設計

2、特殊穿插交聯(lián)結(jié)構和利用單晶到單晶轉(zhuǎn)變等方法構筑了一系列具有穩(wěn)定框架結(jié)構的微孔晶體材料，解析了14個MOFs的單晶結(jié)構，利用x.射線粉末衍射、常壓氣體吸附等手段對這些微孔MOFs進行了結(jié)構穩(wěn)定性和吸附性質(zhì)研究，探究和歸納了設計合成穩(wěn)定微孔MOFs的四種有效方法。
　　 1.選用直線型和弧型三唑羧酸雙官能團配體分別合成了4個單壁和1個雙壁的微孔MOFs。通過改變配體的空間構型成功的將單壁構型調(diào)節(jié)調(diào)整到雙壁構型從而顯著地提高了MOFs

3、的結(jié)構穩(wěn)定性和氣體吸附性能。
　　 2.根據(jù)混合官能團配體的配位多樣性和三角形配體的結(jié)構穩(wěn)定性原理，合成了兩個具有三角形構型的三唑羧酸三官能團配體并通過水熱、溶劑熱合成等反應方法與金屬離子合成出一5個MOFs。其中，具有“之”字形孔道的微孔在除去溶劑分子后仍能穩(wěn)定存在并表現(xiàn)出良好的氣體吸附能力。
　　 3.以四苯甲烷衍生四酸為配體通過混合框架穿插和多重框架交聯(lián)的方式設計合成出2個具有新拓撲結(jié)構的微孔MOFs，研究發(fā)現(xiàn)其高