基于次級結構單元微孔金屬-羧酸框架化合物的構筑及性質(zhì).pdf

1、作為近年來熱點研究領域之一，多孔金屬一有機框架材料因其紛繁多樣的結構和廣泛的應用前景而備受關注。其中金屬一羧酸框架材料占有重要的地位，這是由于羧酸根的配位方式豐富多彩，且可以形成各種金屬簇作為次級結構單元，從而得到較高穩(wěn)定性、獨特的擴展網(wǎng)絡和有趣的拓撲結構。本文探討了基于系列次級結構單元以構筑微孔金屬-羧酸框架化合物。全文共分六章： 第一章為前言，主要介紹金屬一有機框架材料的發(fā)展狀況，以及用于構筑金屬一有機框架化合物的主要次級結

2、構單元。 第二章介紹利用不同取代基的對苯二甲酸衍生物在溶劑熱條件下組裝基于四面體結構單元非心的穿插金屬一羧酸框架化合物。取代基團在垂直與苯環(huán)方向上的大小阻礙網(wǎng)絡的互相靠近，是決定網(wǎng)絡穿插程度的主要因素。同時，我們發(fā)現(xiàn)對于同樣由四面體結構單元構成的石英拓撲網(wǎng)絡，其與金剛石網(wǎng)絡不同，即使是二重穿插，化合物仍然可以是手性的。 第三章介紹將分步升溫微波輔助合成技術引入金屬一羧酸框架化合物的合成，首次在溶劑熱條件下合成了一例具有納

3、米孔道的動態(tài)金屬一羧酸框架材料。同時利用側基取代基的影響，合成了基于拓展的輪槳狀次級結構單元、不穿插的柱層式金屬一羧酸框架化合物。這意味著選擇具有合適側基的羧酸將可以組裝各種長度的柱層式MOFs。 第四章介紹采用對苯二甲酸及其衍生物，并引入直線型有機胺配體，合成基于平面四邊形次級結構單元、柱層式金屬一羧酸框架化合物。結果表明，沒有取代基時，由于層內(nèi)具有較大的孔道，易導致形成因穿插而無孔的結構。而有取代基時，雖然引起層內(nèi)的孔道變小

4、，但是避免穿插結構的形成，得以保留了較大空腔，從而獲得微孔化合物。其中，運用晶體工程中‘咱下而上”(Bottom-Up)方法，首次在實驗上，而非概念上，由層狀化合物、雙層狀化合物，一步一步成功組裝得到的三維金屬-羧酸框架化合物。 第五章介紹采用二價過渡金屬離子與剛性芳香二羧酸，通過傳統(tǒng)的溶液法及溶劑熱法合成基于直線形三核次級結構單元構筑的金屬-羧酸框架化合物。結果表明，該直線形三核次級結構單元中金屬的配位習性及配體都會對形成何種