具有新颖结构的金属有机骨架化合物的设计、合成与表征

论文摘要

本论文主要以金属二价铜盐和柔性配体1,3,5-三（三氮唑基-1-亚甲基）-2,4,6-三甲基苯（tttmb）和1,3-二（三氮唑基-1-亚甲基）-2,4,6-三甲基苯（bttmb）,通过水热合成的方法合成了六种具有新颖结构的金属有机骨架化合物。对这些化合物通过X-射线单晶衍射,红外光谱,元素分析,热重等方法进行结构和性质的表征。通过水热的合成方法以Cu（Ⅱ）（氯化铜和溴化铜）和三齿柔性配体1,3,5-三（三氮唑基-1-亚甲基）-2,4,6-三甲基苯（tttmb）为起始物合成含有Cu（Ⅰ）的配位化合物Cu11（tttmb）2Cl11（H20）6]（1）,[Cu7（tttmb）2Br4C13].3H20（2）,[Cu7（tttmb）2Br7.H20]（3）。在这些化合物中都具有铜（Ⅰ）卤簇合物的结构,对它们的结构和性质进行表征。以相同的金属铜盐（氯化铜和溴化铜）和三齿柔性配体1,3,5-三（三氮唑基-1-亚甲基）-2,4,6-三甲基苯（tttmb）,改变实验条件,得到完全不同于化合物1-3的金属有机骨架化合物[Cu（tttmb）（H20）2（HCOO）2]（4）和[Cu3（tttmb）2Br606.H20]（5）。对化合物的结构进行表征。在化合物4和5的合成过程中,溶剂和温度对化合物的合成有着决定性的作用。以金属盐硫酸铜和双齿柔性配体1,3-二（三氮唑基-1-亚甲基）-2,4,6-三甲基苯（bttm b）和羧酸配体均三苯甲酸（H3BTC）合成了具有较大空腔的金属有机骨架化合物[CU13（C9H306）8（CH3CN）4（H20）13C12]（6）.化合物6的骨架结构与文献报道的HKUST-1的骨架结构相同,不同点在于化合物6的骨架结构中包含四面体Cu（CH3CN）4C12的客体分子。对化合物6进行结构和性质的表征。并研究了化合物6对于氮气和氢气的吸附性质。虽然双齿柔性配体并未配位,但是对所合成得到的金属骨架结构有着一定的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 金属有机骨架化合物的研究背景及意义
• 1.2 金属有机骨架化合物中配体的设计
• 1.2.1 含羧酸类有机配体的金属有机骨架化合物
• 1.2.2 含氮类的有机配体金属有机骨架化合物
• 1.2.3 其它类型的有机配体金属有机骨架化合物
• 1.3. 金属簇合物的研究背景及发展
• 1.3.1 一维铜（Ⅰ）卤簇合物
• 1.3.2 二维铜（Ⅰ）卤簇合物
• 1.3.3 三维铜（Ⅰ）卤簇合物
• 1.4 金属有机骨架化合物（MOFs）的应用
• 1.4.1 MOFs在荧光方面的应用
• 1.4.2 MOFs在气体的吸附、存储以及分离方面的应用
• 1.5 本论文的研究内容以及意义
• 第2章 新颖三维铜卤簇合物的合成以及表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂和测试仪器
• 2.2.2 配合物的合成
• 2.2.3 X-ray晶体解析
• 2.3 结果与表征
• 2.3.1 晶体结构的描述
• 2.3.2 化合物1-3的X-射线衍射及其稳定性
• 2.4 化合物1,2和3的荧光性质
• 2.5 讨论
• 2.5.1 簇合物单元
• 2.5.2 三氮唑配体
• 3L₂笼状结构'>2.5.3 M₃L₂笼状结构
• 2.5.4 化合物1、2、3对于空气和水的稳定性,热稳定性以及荧光性质
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于含氮配体的二维骨架化合物的合成及结构
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂和测试仪器
• 3.2.2 化合物4和5的合成
• 3.2.3 X-ray晶体解析
• 3.3 结果与表征
• 3.3.1 晶体结构的描述
• 3.3.2 化合物4,5的X-ray射线衍射及其热稳定性
• 3.4 讨论
• 3.4.1 三氮唑配体
• 3.5 本章小结
• 第4章 一种具有较大空腔的金属有机骨架化合物的合成、结构及性质的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂和测试仪器
• 13（C₉H₃O₆）₈（CH₃CN）₄（H₂O）₁₃Cl₂]（6）的合成'>4.2.2 化合物[Cu₁₃（C₉H₃O₆）₈（CH₃CN）₄（H₂O）₁₃Cl₂]（6）的合成
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 化合物6的结构解析
• 4.3.2 化合物6的X-ray射线衍射及其稳定性
• 4.3.3 化合物6的荧光性质
• 4.3.4 化合物6的气体吸附性质
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 硕士期间的研究成果
• 致谢