基于多氮杂环配体构筑的金属有机框架及其性质研究

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金属有机框架(MOFs)材料,是一类通过金属离子或金属簇与有机配体之间的配位键作用构筑而成的晶态材料。因其通常具有高的比表面积和孔隙率,所以在吸附分离、荧光识别、催化、质子传导等方面都拥有潜在的应用价值。同时,MOFs材料结构具有很强的设计性,可以通过合理的设计构筑出理想的功能化材料。含氮杂环类的有机配体通常具有反应活性高,易于修饰等特点。在功能化MOFs材料的构筑中常起到非常关键的作用。通过文献综述与分析,本论文工作分别选取3,6-二甲酸-1,2,4,5-二氢四嗪(dhtz)和2,4,6-均(3-吡啶)-1,3,5-三嗪(3-tpt)两个含氮杂环配体作为有机构筑单元。针对其结构特征,分别进行功能化金属有机框架的构筑:一、根据dhtz配体的物理构型与化学性质,将其作为辅助配体,分别使用配体交换法与室温合成法构筑了3种四嗪基UIO-66,在此基础上通过改变刻蚀方法得到了7种具有不同多级孔结构的缺陷金属有机框架材料HP-UIO-66dhtz-1~HP-UIO-66dhtz-7,并对其染料吸附性能和催化氧化脱硫的性能进行了进一步研究。二、根据3-tpt配体的缺电子性,使用其与1,1’-联苯-2,2’,6,6’-四甲酸、硝酸镉共同构筑了一个二维层状金属有机框架材料1,并在层与层间通过3-tpt之间的π-π相互作用堆积成了一个三维结构。将其浸泡在苯同系物溶液中得到了两种包含VOCs客体分子的金属有机框架结构2和3,通过分析化合物1,2,3的结构差异,对化合物1荧光识别苯同系物VOCs的性能进行了研究。
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