论文总字数：22938字

摘 要

近年来，随着材料科学技术领域科研水平的提高。由于其优异的物理和化学性能，金属有机框架材料（MOFs）被公认为是最具应用前景的功能型材料，在很多领域都有非常广泛的应用。金属有机框架材料凭借其特殊的周期性多维拓扑结构，且易于调控孔径及孔道内环境，易于官能化，优异的比表面积和高孔隙率等特性，使其特别适合反应催化，气体及液体分离，化学传感，生物医学成像和药物载体等领域，在科学和生物研究领域中引起了很多关注。例如：IRMOF-3，MIL-53，MIL-101，HKSUT-1，Uio-66和MOF-74等材料已展现出优异的储存H₂和CH₄，在能源应用方面具有巨大潜力。相较传统有机和无机吸附剂，金属有机框架材料克服了吸附量小、使用寿命短、稳定性差等缺点，它们能实现根据吸附的目标物不同，通过合理的设计合成获得最适合目标物吸附与分离的材料。这些特性使得金属有机化合物受到越来越多研究者们的青睐。

本文本文重点报道了两种金属有机框架材料：｛Zn(BDAB)(BPD)_0.5(H₂O)]•2H₂O｝n（1）和｛Zn(BDAB)(DBPD)_0.5(H₂O)]•2H₂O｝n（2）的合成制备方法并对其进行表征，研究其结构特点及吸附性能特性。通过用CO2作为吸附气体来测试这两种配合物的吸附性能，发现所制备的两种金属有机框架材料都展现出了十分优异的吸附性能。为研究者们将来研究金属有机材料的吸附性质提供了更多的选择，为实现金属有机框架材料向更大领域的可行性推广，造福全人类做出贡献。

关键词：金属有机框架材料；吸附性质；配位聚合物；环境保护；

Study on the adsorption properties of metal organic framework materials

Abstract

In recent years, with the improvement of scientific research in the field of materials science and technology.Due to their excellent physical and chemical properties, metal organic framework materials (MOFs) are widely recognized as the most promising functional materials, and they are widely used in many fields.With its special periodic multidimensional topology, metal organic framework materials are easy to control the pore size and internal environment of the channel, easy to functionalize, excellent specific surface area and high porosity, etc., making it particularly suitable for reaction catalysis, gas and liquid separation,The fields of chemical sensing, biomedical imaging, and drug carriers have attracted much attention in the fields of science and biological research.For example: IRMOF-3, MIL-53, MIL-101, HKSUT-1, Uio-66 and MOF-74 and other materials have demonstrated excellent storage of H2 and CH4, and have great potential in energy applications. Compared with traditional organic and inorganic adsorbents, metal-organic framework materials overcome the shortcomings of small adsorption capacity, short service life, and poor stability. They can achieve the most suitable target adsorption and reasonable adsorption according to different adsorption targets.Separated material.These characteristics make metal organic compounds favored by more and more researchers.

This article focuses on two metal-organic framework materials: {Zn (BDAB) (BPD) _0.5 (H₂O)] • 2H₂O} (1) and {Zn (BDAB) (DBPD) _0.5 (H₂O)] • 2H₂O} (2) Synthetic preparation method and characterize it, study its structural characteristics and adsorption performance characteristics. By using CO2 as the adsorption gas to test the adsorption performance of these two complexes, it was found that the prepared two metal-organic framework materials exhibited very excellent adsorption performance.It provides more options for researchers to study the adsorption properties of metal-organic materials in the future, and contributes to the feasibility of promoting metal-organic framework materials to a larger field and benefiting all mankind.

Keywords: metal organic framework materials; adsorption properties; coordination polymers; environmental protection；

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 金属有机框架材料的概述 1

1.2金属有机框架材料的应用研究 3

1.2.1基于MOFs的气体吸附性应用 3

1.2.2 MOFs对吸附净化水中污染物的应用 4

1.2.3 MOFs作为药物载体应用 4

1.2.4 MOFS作为催化剂应用 4

1.2.5 MOFs应用于电化学能量储存 4

1.2.6其它应用 4

1.3 MOFs的制备方法 5

1.4 MOFs的研究背景 5

1.5研究内容及意义 6

第二章 实验仪器和药品 7

2.1实验仪器 7

2.2实验药品 7

第三章 样品的制备 8

3.1 2,5-双(对乙氧羰基苯基)-1-氨基苯的制备 8

3.1.1 2,5-双(对羰基苯基)氨基苯 8

3.1.2 4，7-二溴-2，1，3-苯并噻唑的制备 8

3.1.3 4,7 -双(对乙氧羰基苯基)-2，1，3-苯并噻唑的制备 9

3.1.4 4,7-双(对羰基苯基) -2,1,3-苯并噻唑的制备 9

3.1.5 3,6-双(对乙氧羰基苯基)-1,2-二氨基联苯胺的制备 10

3.1.6 3,6-双（对羰基苯基）-1,2-二氨基联苯胺（BDAB）的制备 10

3.1.7 DBPB的制备 11

3.1.8 ｛Zn(BDAB)(BPD)_0.5(H₂O)]•2H₂O｝n（1）的制备 11

3.1.9 ｛Zn(BDAB)(DBPD)_0.5(H₂O)]•2H₂O｝n（2）的制备 11

第四章 样品的表征及结果讨论 12

4.1｛Zn(BDAB)(BPD)_0.5(H₂O)]•2H₂O｝n（1）和｛Zn(BDAB)(DBPD)_0.5(H₂O)]•2H₂O｝n（2）的晶体结构描述 12

4.2 ｛Zn(BDAB)(BPD)0.5(H2O)]•2H2O｝n（1）和｛Zn(BDAB)(DBPD)0.5(H2O)]•2H2O｝n（2）的晶体数据和结构细化参数 14

4.3 配位聚合物1和2的键长（Å）和键角（deg）参数 15

4.4 热重分析及吸附特性测试 16

第五章 实验总结 18

致谢 19

参考文献 20

第一章 绪论

1.1 金属有机框架材料的概述

金属有机框架材料（MOFs）是通过金属离子或金属簇单元和有机配体分子的自组装形成的，它是具有周期性多维结构的晶态多孔功能型材料，也称为多孔材料编码聚合物（PCP）或有机-无机杂化材料。金属有机框架材料具有孔径可调，易于官能化，极高的表面积和孔隙率等特点。MOFs的这一观点的提出可追溯到20世纪90年代中期，由由Yaghi等[1]提出，最早被合成出来的MOF材料是CU(4,4’-bpy)1.5•NO₃(H₂O)_1.25。其具有金刚烷型的三维网状结构，见图1.1.

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：22938字