In/M--MOFs的设计合成及选择性气体吸附与荧光检测性能研究
金属-有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks，简称:MOFs)以其巨大的潜在的应用价值（如气体选择性吸附和分离、光学和化学传感等）而受到研究人员的广泛关注。通过配体的合理设计与金属源的恰当选择可以构筑结构新颖的框架结构并实现功能调控。尽管MOFs材料有很多优点，但由于受到稳定性差的限制导致其在一定条件下的应用无法实现。因此，需要进一步的设计合成具有更高稳定性和优异性能的MOFs材料。双金属-有机骨架材料在改善骨架性能和提高骨架稳定性方面具有一定的潜力，它不仅结合了两种金属的物理化学性质，而且可获得新颖的拓扑结构。本论文利用软硬酸碱理论，选用CBDA=5，5'-(carbonylbis(azanediyl))-diisophthalic acid为有机配体，成功构筑了3个新颖结构的双金属-有机配合物，并对其进行了结构表征及相关性质测试。本文主要的研究工作如下: 1、稳定的In/Tb-CBDA和In/Eu-CBDA的合成及性能研究:在溶剂热的条件下，以稀土金属硝酸铽，硝酸铕分别与主族金属硝酸铟组成双金属中心，以CBDA为有机配体，成功合成了两种配位聚合物，即In/Tb-CBDA和In/Eu-CBDA。单晶结构分析表明，这两种化合物是同构的。它们是由四核簇[In4O2(COO)4]和三核簇[M3O(COO)6](M=Tb，Eu)通过配体CBDA相互连接构筑而成的(4，4，6)-连接的三维骨架网络，是一种新颖的拓扑结构。其中，[In4O2(COO)4]是由In3+与两个μ3-O和来自不同配体的四个羧酸基团的八个氧原子配位而成，[M3O(COO)6]是由M3+与一个μ3-O和来自不同配体的六个羧酸基团的十二个氧原子螯合而成。此外，它们还具有较高的孔隙率和良好的酸碱稳定性。为此，我们系统研究了它们对CO2、CH4、C2H6和C3H8的吸附分离性能以及在检测重铬酸根离子和硝基芳香化合物中的应用。结果表明In/Tb-CBDA对C3H8/CH4具有很好的选择性，且对重铬酸离子具有很好的检测能力。 2、In/Cu-CBDA的构筑和气体吸附及分离性质的研究:在溶剂热的条件下，采用CBDA为有机配体，以硝酸铜、硝酸铟为金属源设计合成了一种新颖的3D骨架网络，即In/Cu-CBDA。该骨架中包含In(COO)4基元和[Cu2(COO)4]基元，这两种基元通过配体CBDA连接形成4-连接的具有nbo拓扑的三维网络结构，结构中存在两种具有不同尺寸和形状的金属有机多面体笼（笼A和笼B），A和B交替连接扩展为一维MOP链。更有趣的是，该骨架存在两种具有相反螺旋方向的螺旋链（L型和R型），这在已报道的文献中是较少见的。此外，该结构具有较好的稳定性，展现出良好的气体吸附和分离的性质。
双金属-有机配合物;合成工艺;微观结构;气体吸附;荧光检测
浙江师范大学
硕士
无机化学
李春霞;王冬梅
2019
中文
TB333
2020-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）