金属有机骨架材料的结构设计与制备
材料与化学工程学院
本科毕业论文
课题名称：金属有机骨架材料的结构 设计与制备 专 业： 高分子材料与工程 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师：
2013年6月
金属有机骨架材料的结构设计与制备
金属有机骨架材料的结构设计与制备
摘要
MOFs具有丰富的结构和拓扑类型,在气体吸附分离、储气、催化、光学和磁性等方面具有广阔的应用前景。利用功能有机配体与金属离子定向组装成金属有机配合物并研究其结构与性质之间的关系[1],对于配位化学的发展具有重要的意义。金属离子和有机配体的选择对构筑的金属有机配合物的结构和性能都有很大的影响。 本论文通过Zn、Co、Cr、Ni四种金属盐与咪唑、4,4-联吡啶通过溶剂热法来合成金属有机骨架材料，通过改变反应的温度（75℃、100℃、140℃）和改变金属离子与配体的摩尔比合成了十组MOFs，初步研究了金属盐、温度和摩尔比对MOFs合成及孔径大小的影响，研究发现硝酸铬与咪唑在3:1在100℃下合成的MOFs结构稳定，孔比表面积为132.4m2/g。
关键词：咪唑；定向组装；改变；结构；MOFs
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安徽建筑大学本科生毕业论文
Abstract
MOFs with rich structure and topology type, gas adsorption and separation, gas storage, catalysis, optical and magnetic properties, and so has broad application prospects. Using functional organic ligands and metal ions directed assembled into metal-organic complexes and to study their structure and properties of the relationship between [1], for the development of coordination chemistry has important significance. Metal ions and organic ligands of choice for metal-organic complexes constructed structure and performance has a significant impact. This paper by Zn, Co, Cr, Ni four kinds of metal salt of imidazole, 4,4 - bipyridine synthesized via a solvothermal method of metal organic framework material, by varying the reaction temperature (75 ℃, 100 ℃, 140 ℃) and changing the metal ion and ligand molar ratio synthesized ten MOFs, a preliminary study salts, temperature and molar ratio on the synthesis of MOFs and pore size effects, the study found chromium nitrate with imidazole in 3:1 synthesized at 100 ℃ MOFs structural stability, pore specific surface area of 132.4m2 / g. Keywords: imidazole; directed assembly; changing; structure; MOFs
II
金属有机骨架材料的结构设计与制备
目录
摘要 ......................................................... I Abstract .................................................... II 目录 ....................................................... III 前言 ......................................................... 1 第一章 绪论 ................................................. 2 1.1 MOFs概述 ............................................. 2
1.1.1MOFs的发展历史 ............................................. 2 1.1.2MOFs结构特点 ............................................... 7 1.1.3MOFs的应用 ................................................. 9
1.2 MOFs合成 ............................................. 9 1.3 MOFs的半定向合成 .................................... 10
1.3.1设计使用合适的有机配体 .................................... 11 1.3.2控制合成无机次级结构单元 .................................. 12
1.4 本课题的研究意义和需解决的主要问题 ................... 13
1.4.1研究意义 .................................................. 13 1.4.2需解决的主要问题 .......................................... 14
1.5 课题的主要研究内容 ................................... 14 第二章 合成、表征与分析 ..................................... 15 2.1合成部分 ............................................. 15
2.1.1原料与试剂 ................................................ 15 2.1.2仪器与设备 ................................................ 15 2.1.3制备过程 .................................................. 17
2.2表征 ................................................. 21
2.2.1红外光谱分析 .............................................. 21
III