基于唑類(lèi)配體和羧酸配體的鋅金屬-有機(jī)骨架的合成、結(jié)構(gòu)及性能.pdf

1、金屬-有機(jī)骨架化合物（Metal-Organic Frameworks,縮寫(xiě)為MOFs）是一種有著高度規(guī)整的無(wú)限網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配位聚合物（Coordination Polymers，縮寫(xiě)為CPs）。唑類(lèi)配體具有配位氮原子，而羧酸配體則含有羧酸氧配位原子，因此這兩種不同配位能力的混合配體構(gòu)筑的金屬-有機(jī)骨架化合物往往具有優(yōu)越的氣體吸附性質(zhì)、光化學(xué)性質(zhì)、非線(xiàn)性光學(xué)性質(zhì)和鐵電性質(zhì)等，是極具發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景的功能材料。在本論文中，我們以5-氨基-

2、1H-四氮唑或1,2,4-三氮唑或3-氨基-1,2,4-三氮唑和多元芳香羧酸為混合配體協(xié)同與Zn(II)離子配位，以溶劑熱為合成方法，合成了7個(gè)金屬-有機(jī)骨架化合物，其分子式如下：
　　{(H3O)0.5[Zn(1,2,4,5-BTBC)0.25(ATZ)1.5]·x(solvent)}n(1)
　　{[Zn2(1,2,4-BTC)(ATZ)(H2O)]·DMF}n(2)
　　{[Zn5(μ3-OH)2(1,3,5-B

3、TC)2(trz)2(DMF)2]·x(solvent)}n(3)
　　{[Zn7(5-SIP)2(trz)8(H2O)4]·(H2O)4}n(4)
　　{[Zn3(1,2,4-BTC)(3-NH2-trz)3]·x(solvent)}n(5)
　　{[Zn2(5-CH3-1,3-BDC)(3-NH2-trz)2]·x(solvent)]}n(6)
　　{[Zn2(5-OH-1,3-BDC)(3-NH2-trz)

4、2]·x(solvent)}n(7)
　　(1,2,4,5-H4BTBC：1,2,4,5-苯四甲酸；ATZ:5-氨基-1H-四氮唑；1,2,4-H3BTC：1,2,4-苯三甲酸；3-NH2-trz：3-氨基-1,2,4-三氮唑；5-CH3-1,3-BDC：5-甲基1,3-間苯二甲酸；5-OH-1,3-BDC：5-羥-1,3-間苯二甲酸；1,3,5-H3BTC：1,3,5-苯三甲酸；trz：1,2,4-三氮唑；5-H3SIP：5-磺

5、酸基間苯二甲酸)。所有化合物的結(jié)構(gòu)都采用X-射線(xiàn)單晶衍射、X-射線(xiàn)粉末衍射（PXRD）、熱重、紅外光譜等進(jìn)行了表征。通過(guò)結(jié)構(gòu)解析，我們發(fā)現(xiàn)化合物1–7都是具有一維孔道的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中溶劑分子（N,N-二甲基甲酰胺和/或水分子）填充在骨架的一維孔道中。為了更好、更徹底的驅(qū)除溶劑分子，我們利用低沸點(diǎn)的溶劑將化合物中的這些高沸點(diǎn)溶劑交換出來(lái)。通過(guò)交換實(shí)驗(yàn)表明，除了化合物4和7，其它化合物的溶劑分子均被低沸點(diǎn)的溶劑交換出來(lái)了。因此，我們對(duì)1

6、、2、3、5及6這五個(gè)活化后的金屬-有機(jī)骨架化合物進(jìn)行了N2、CO2以及烴類(lèi)氣體（CH4、C2H6、C3H8、C2H4和C2H2）的吸附性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明：除了化合物2，其它4個(gè)金屬-有機(jī)骨架化合物對(duì)N2、CO2以及部分烴類(lèi)氣體具有一定的吸附能力。特別是對(duì)CO2和C2H2表現(xiàn)出了較好的吸附量，其原因是在這些化合物的孔道內(nèi)含有的π芳香體系和/或氨基極性基團(tuán)等能與氣體分發(fā)生弱的作用。另外，在本論文中，我們還探究了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)

7、溶劑、溶劑配比、原料配比等因素對(duì)金屬-有機(jī)骨架化合物形成的影響。
　　本論文分為以下三個(gè)部分：
　　第一章為前言部分，這一章主要是對(duì)金屬-有機(jī)骨架化合物做了簡(jiǎn)單的介紹，概述了金屬-有機(jī)骨架化合物的合成方法以及影響因素，簡(jiǎn)述了基于氮唑和羧酸配體構(gòu)筑的金屬-有機(jī)骨架化合物的研究進(jìn)展情況，并提出了該論文的選題意義。
　　第二章對(duì)本論文中合成的7個(gè)金屬-有機(jī)骨架的合成及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述，并對(duì)化合物1、2、3、5及6進(jìn)行了對(duì)N2、