多羧酸配體構(gòu)筑的銅金屬有機(jī)骨架材料的合成、結(jié)構(gòu)及吸附分離性能.pdf

1、金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)，也稱之為多孔配位聚合物，它是由金屬離子/金屬簇與多齒有機(jī)配體通過(guò)配位鍵或分子間作用力自組裝形成的;同時(shí)具有無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)高分子兩者的特點(diǎn)。和傳統(tǒng)多孔材料相比，MOFs具有更大的比表面積和孔體積、更高的孔隙率以及可實(shí)現(xiàn)孔徑尺寸調(diào)控、易實(shí)現(xiàn)功能化修飾等優(yōu)點(diǎn)，使其在催化、熒光、藥物傳遞和氣體的儲(chǔ)存與分離方面有很好的應(yīng)用前景。
　　本文依據(jù)晶體工程學(xué)原理，選擇羧酸類配體作為有機(jī)配體，采用溶劑熱法與金屬銅離子

2、反應(yīng)，構(gòu)筑多孔MOFs材料，對(duì)其進(jìn)行紅外、熱重、粉末XRD等基本表征，通過(guò)單晶X-射線衍射分析其結(jié)構(gòu)，并著重研究其氣體存儲(chǔ)與分離性能。
　　1、設(shè)計(jì)合成了含有氨基嘧啶官能團(tuán)的彎曲四羧酸配體5，5'-（5-氨基-4，6-二取代嘧啶）二（間苯二甲酸），并通過(guò)溶劑熱反應(yīng)構(gòu)建了一個(gè)基于銅的MOF材料ZJNU-54。單晶X-射線衍射研究表明骨架含有三種不同類型的多面體納米籠，它們堆疊在一起形成兩種不同類型的沿晶體學(xué)c軸的一維孔道?；罨蟮腪

3、JNU-54a在295 K、1 atm下表現(xiàn)出極高的C2H2和CO2的吸附能力以及選擇性吸附分離C2H2/CH4和CO2/CH4混合氣體的能力。這項(xiàng)工作表明在MOFs的分子籠中引入特定的有機(jī)功能位點(diǎn)，如氨基嘧啶可顯著提高其氣體儲(chǔ)存和分離的性能，為高性能MOFs材料的定向合成提供了一個(gè)有效的策略。
　　2、設(shè)計(jì)合成了一個(gè)有角度的四羧酸配體5，5'-（2-甲基-4，6-二取代嘧啶）二（間苯二甲酸），并通過(guò)與CuCl2·2H2O溶劑熱反

4、應(yīng)構(gòu)筑了一個(gè)陰離子型MOF材料ZJNU-55。該結(jié)構(gòu)不同于由相似配體構(gòu)筑的PCN-307，在該骨架中單核的Cu(COO)4無(wú)機(jī)次級(jí)結(jié)構(gòu)單元替代了典型的雙核Cu2(COO)4漿輪狀單元。這是一個(gè)罕見的由單核Cu(COO)4構(gòu)成的有選擇性吸附氣體能力骨架材料?；罨蟮腪JNU-55a表現(xiàn)出選擇性吸附分離C2H2/CH4和CO2/CH4混合氣體的能力。這項(xiàng)工作說(shuō)明了對(duì)配體的細(xì)微修飾就可以明顯影響MOFs的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
　　3、使用交聯(lián)的

5、八羧酸配體1，3-二（2，5-苯二甲酸苯氧基）丙烷，制備了NbO-型的MOF材料NOTT-101的化學(xué)交聯(lián)版ZJNU-80。單晶X-射線衍射分析顯示ZJNU-80與母體化合物NOTT-101有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，引入的烷基鏈參與窗口分割而不參與分子籠分割。氣體吸附研究顯示ZJNU-80與母體化合物NOTT-101在1 atm下具有相似的CO2、CH4和N2吸附行為;但是對(duì)更大動(dòng)力學(xué)直徑的1-丁烯等表現(xiàn)出不同的吸附行為，這是由于交聯(lián)基團(tuán)參與窗