多羧酸類金屬-有機雜化材料的功能化設(shè)計及其性質(zhì)研究.pdf

1、晶體工程學(xué)為實現(xiàn)分子堆積的可設(shè)計性和可控合成，并進(jìn)而實現(xiàn)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(xué)中的一類重要研究對象，以其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、設(shè)計多樣、易于合成的優(yōu)點，受到人們的廣泛關(guān)注。而羧酸根容易與金屬離子螯合形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以多羧酸類配體通常被認(rèn)為是構(gòu)建金屬-有機框架的優(yōu)秀結(jié)構(gòu)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(yīng)溫度、改變配體、調(diào)整反應(yīng)物比例、調(diào)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(jié)構(gòu)，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(chǎn)物的結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)進(jìn)行了分析。主要內(nèi)容如下：
　　1．雙羧基微孔框架的設(shè)計、合成，及其氣體選擇性吸附性質(zhì)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(jié)構(gòu)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(nèi)部的苯環(huán)所阻擋，沒有表現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(dāng)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