基于咪唑/羧基功能基团配体的MOFs化合物的研究

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本论文以设计合成新型多孔金属有机骨架材料并探索其性能为目的,研究了基于咪唑/羧酸功能基团的刚性有机配体与过渡金属离子的组装反应,研究了配体的扭转角度对化合物晶体结构和性能的影响。主要研究内容有:(1)设计合成了一系列基于咪唑/羧酸功能基团的大尺寸刚性有机配体X-(5,7-dioxopyrrolo[3,4-f]benzimidazole-6-yl)benzoic acid (X=4, H24-DPBB;X=3, H23-DPBB; X=2, H22-DPBB),并对它们进行了表征。(2)研究了该系列配体与金属离子Zn2+/Cd2+/Cu2+/Co2+的组装反应,得到了五个配位聚合物,并对它们进行了结构测定。五个化合物分别为:[Zn(4-DPBB)(H2O)]·DMSO0·5MeOH (1),[Cd(3-DPBB)(DMA)1.8(H2O)0.2](2),[Cu(3-DPBB)(DMSO)(DMA)](3),[Cd(2-DPBB)(DMA)2](4),[Co(4-DPBB)(H2O)(DMSO)]·3H2O (5)(DMSO=二甲基亚砜,DMA=N,N-二甲基乙酰胺)。经X射线单晶衍射测定,在化合物1到4中金属离子和配体均做为三连接节点,而在化合物5中配体为三连接节点,独立的两个金属离子分别为两连接和四连接节点。化合物1和2均为二维(6,3)网拓扑结构,3和4均为二维(4,8)网,化合物5的拓扑构型为三维金刚石结构。(3)对所合成的五个配位聚合物进行了红外、XRD、元素分析、热重、荧光等表征。热重实验显示化合物1和5具有较高的热稳定性,在实验条件下可达550℃左右,远高于化合物2、3、4。荧光测定发现,化合物1和2具有可归属为配体发射的荧光,化合物4具有配体向金属电子跃迁(LMCT)产生的荧光。
摘要第1-5页
Abstract第5-10页
引言第10-11页
1 绪论第11-25页
   ·概述第11-12页
     ·超分子化学第11页
     ·晶体工程第11页
     ·配位聚合物第11-12页
   ·配位聚合物的研究进展第12-18页
   ·配位聚合物的合成方法及影响因素第18页
   ·配位聚合物的合成策略第18-21页
     ·设计使用合适的有机配体第19-20页
     ·控制合成无机次级结构单元第20-21页
   ·配位聚合物的应用第21-23页
     ·气体储存和分离第21-22页
     ·液相吸附和分离第22页
     ·催化材料第22-23页
     ·药物传输第23页
   ·本课题的选题依据第23-25页
2 实验部分第25-32页
   ·实验试剂与表征方法第25-26页
     ·实验试剂第25页
     ·表征方法第25-26页
   ·配体H_24-DPBB的合成与性质第26-27页
     ·H_24-DPBB的合成方法第26-27页
     ·H_24-DPBB的物理性质第27页
   ·配体H_23-DPBB的合成与性质第27页
     ·H_23-DPBB的合成方法第27页
     ·H_23-DPBB的物理性质第27页
   ·配体H_22-DPBB的合成与性质第27-28页
     ·H_22-DPBB的合成方法第27-28页
     ·H_22-DPBB的物理性质第28页
   ·[Zn(4-DPBB)(H_2O)]·DMSO·0.5MeOH(1)的合成第28-29页
     ·合成方法第28页
     ·物理性质第28页
     ·合成条件筛选第28-29页
   ·[Cd(3-DPBB)(DMA)_(1.8)(H_2O)_(0.2)](2)的合成第29页
     ·合成方法第29页
     ·物理性质第29页
     ·合成条件筛选第29页
   ·[Cu(3-DPBB)(DMSO)(DMA)(3)的合成第29-30页
     ·合成方法第29-30页
     ·物理性质第30页
     ·合成条件筛选第30页
   ·[Cd(2-DPBB)(DMA)_2](4)的合成第30-31页
     ·合成方法第30页
     ·物理性质第30页
     ·合成条件筛选第30-31页
   ·[Co(4-DPBB)(H_2O)(DMSO)]3H_2O(5)的合成第31-32页
     ·合成方法第31页
     ·物理性质第31页
     ·合成条件筛选第31-32页
3 结果与讨论第32-63页
   ·配体H_24-DPBB的结构表征第32-33页
     ·H_24-DPBB的电喷雾质谱第32页
     ·H_24-DPBB的红外光谱第32-33页
   ·配体H_23-DPBB的结构表征第33-34页
     ·H_23-DPBB的电喷雾质谱第33页
     ·H_23-DPBB的红外光谱图第33-34页
   ·配体H_22-DPBB的结构表征第34-35页
     ·H_22-DPBB的电喷雾质谱第34页
     ·H_22-DPBB的红外光谱图第34-35页
   ·[Zn(4-DPBB)(H_2O)]·DMSO·0.5MeOH(1)的晶体结构与性质第35-40页
     ·晶体结构测定和晶体学数据第35-36页
     ·晶体结构描述第36-38页
     ·元素分析第38页
     ·X射线粉末衍射第38页
     ·红外光谱分析第38-39页
     ·热重分析第39-40页
     ·荧光测定第40页
   ·[Cd(3-DPBB)(DMA)_(1.8)(H_2O)_(0.2)](2)的结构和性质第40-46页
     ·晶体结构测定和晶体学数据第40-42页
     ·晶体结构描述第42-44页
     ·元素分析第44页
     ·X射线粉末衍射第44页
     ·红外光谱分析第44-45页
     ·热重分析第45-46页
     ·荧光分析第46页
   ·[Cu(3-DPBB)(DMSO)(DMA)](3)晶体结构和性质第46-51页
     ·晶体结构测定和晶体学数据第46-48页
     ·晶体结构描述第48-49页
     ·元素分析第49页
     ·X射线粉末衍射第49-50页
     ·红外光谱分析第50页
     ·热重分析第50-51页
   ·[Cd(2-DPBB)(DMA)_2](4)晶体结构和性质第51-56页
     ·晶体结构测定和晶体学数据第51-52页
     ·晶体结构描述第52-54页
     ·元素分析第54页
     ·X射线粉末衍射第54-55页
     ·红外光谱分析第55页
     ·热重分析第55-56页
     ·荧光分析第56页
   ·[Co(4-DPBB)(H_2O)(DMSO)]3H_2O(5)的晶体结构和性质第56-63页
     ·晶体结构测定和晶体学数据第56-58页
     ·晶体结构描述第58-60页
     ·元素分析第60页
     ·X射线粉末衍射第60-61页
     ·红外光谱分析第61-62页
     ·热重分析第62-63页
结论第63-65页
参考文献第65-71页
攻读硕士学位期间发表学术论文情况第71-72页
致谢第72-73页
论文购买
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