基于三嗪多羧酸配體構(gòu)建的金屬有機骨架(MOFs)因其具有可設(shè)計性和可調(diào)控性,以及豐富多樣的拓撲結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢,近年來,在熒光傳感、氣體的吸附與分離、有機污染物的吸附、光電性能、藥物傳輸?shù)缺姸囝I(lǐng)域表現(xiàn)出重要的應用價值。本論文選用對稱性較高的三嗪三羧酸配體H3TATAB、三嗪六羧酸配體H₆TDPAT和柔性三嗪六羧酸配體H6TTHA設(shè)計并構(gòu)筑了 19個具有新穎結(jié)構(gòu)排列和有趣拓撲結(jié)構(gòu)的MOFs,對其形成條件、連接模式、結(jié)構(gòu)進行了詳細的探究,并致力于基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間關(guān)系的探索,主要開展了以下幾方面的探究工作:1、使用配體H3TATAB、H₆TDPAT和H6TTHA分別與(UO2)2+和Th4+構(gòu)筑了 4個錒系金屬有機骨架(An-MOFs)。這是首次使用三嗪多羧酸配體H3TATAB,H₆TDPAT和H6TTHA成功構(gòu)筑鈾酰(釷)晶態(tài)骨架化合物,豐富了較大尺寸共軛三嗪多羧酸配體在構(gòu)筑鈾酰(釷)晶態(tài)骨架化合物方面的應用。對碘和染料的吸附實驗結(jié)果表明,配合物1-4在環(huán)己烷溶液中對碘具有良好的吸附性能。尤其是,配合物2(Th-TATAB)對環(huán)...

【文章頁數(shù)】：218 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 金屬有機骨架(MOFs)的簡介
        1.1.1 金屬有機骨架的發(fā)展
        1.1.2 金屬有機骨架的合成
        1.1.3 金屬有機骨架的結(jié)構(gòu)特點
    1.2 錒系金屬有機骨架(An-MOFs)的研究進展
        1.2.1 錒系元素的概述
        1.2.2 鈾酰有機骨架的研究進展
        1.2.3 含釷金屬有機骨架的研究進展
    1.3 基于三嗪多羧酸配體MOFs的構(gòu)筑及研究進展
        1.3.1 三嗪衍生物的介紹
        1.3.2 三嗪多羧酸配體的概述
        1.3.3 氣體的吸附與分離
        1.3.4 有機染料污染物的吸附
        1.3.5 重金屬離子的吸附
        1.3.6 藥物傳輸
        1.3.7 熒光傳感
        1.3.8 光電性能
    1.4 碘吸附的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 吸附的基本理論
        1.4.2 三嗪共軛微孔聚合物(TCMPs)對碘吸附的研究
        1.4.3 具有共軛π-電子配體的MOFs對碘的捕獲
        1.4.4 -NH₂或-OH官能化的MOFs對碘的吸附研究
    1.5 本課題的選題依據(jù)及研究成果
        1.5.1 本課題的選題依據(jù)
        1.5.2 本課題的研究成果
第二章 實驗試劑、實驗儀器及表征方法
    2.1 主要試劑
    2.2 實驗儀器
    2.3 表征方法
第三章 三嗪多羧酸配體的合成及結(jié)構(gòu)表征
    引言
    3.1 三嗪多羧酸配體的合成路線
    3.2 三嗪多羧酸配體的合成方法
        3.2.1 配體2,4,6-三(4-羧基苯胺基)-1,3,5-三嗪(H₃TATAB)
        3.2.2 配體2,4,6-三(3,5-二羧基苯胺基)-1,3,5-三嗪(H₆TDPAT)
        3.2.3 配體1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨六乙酸(H₆TTHA)
    3.3 三嗪多羧酸配體的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.1 配體1-3的紅外光譜
        3.3.2 配體1-3的紫外-可見光譜
        3.3.3 配體1-2的核磁共振
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于三嗪多羧酸配體的錒系金屬有機骨架的合成、結(jié)構(gòu)與性能研究
    引言
    4.1 設(shè)計思想
    4.2 配合物1-4的合成
        4.2.1 配合物1 [(CH₃)₂NH₂] [UO₂(TATAB)]·2DMF·4H₂O
        4.2.2 配合物2 Th₆O₄(OH)₄(H₂O)₆(TATAB)₂(HCO₂)₆·5DMF·3H₂O
        4.2.3 配合物3 [(CH₃)₂NH₂]_2.5(UO₂)_2.5(TDPAT)(TDPAT~*)_0.5·6.5H₂O
        4.2.4 配合物4 Th₆O₄(OH)₄(H₂O)₆(H₂TTHA)₂(HCO₂)₄·3DMF·14H₂O
        4.2.5 合成討論
    4.3 配合物1-4的晶體數(shù)據(jù)
    4.4 配合物1-4的結(jié)構(gòu)描述與討論
        4.4.1 配合物1的結(jié)構(gòu)描述
        4.4.2 配合物2的結(jié)構(gòu)描述
        4.4.3 配合物3的結(jié)構(gòu)描述
        4.4.4 配合物4的結(jié)構(gòu)描述
        4.4.5 配合物1-4的結(jié)構(gòu)比較
    4.5 配合物1-4的光譜表征
        4.5.1 配合物1-4的紅外光譜
        4.5.2 配合物1-4的紫外-可見光譜
        4.5.3 配合物1-4的X-射線粉末衍射分析
        4.5.4 配合物1-4的熱重分析
        4.5.5 配合物1和3的固態(tài)熒光光譜指認與歸屬
    4.6 配合物1-4對碘的吸附性能研究
        4.6.1 配合物1對碘的吸附性能研究
        4.6.2 配合物2對碘的吸附性能研究
        4.6.3 配合物3-4對碘的吸附性能研究
        4.6.4 配合物1-4對碘吸附性能的對比討論
    4.7 配合物1-3對染料的吸附性能研究
        4.7.1 配合物1對染料的吸附性能研究
        4.7.2 配合物2對染料的吸附性能研究
        4.7.3 配合物3對染料的吸附性能研究
        4.7.4 配合物1-3對染料吸附研究的對比討論
    4.8 配合物3對鈾酰離子的吸附研究
    4.9 本章小結(jié)
第五章 基于三嗪多羧酸配體的鑭系金屬有機骨架的合成、結(jié)構(gòu)與性能研究
    引言
    5.1 設(shè)計思想
    5.2 基于三嗪三羧酸配體HrTATAB的稀土配合物Ln-TATAB(5-11)的合成
        5.2.1 配合物5 Eu₂(TATAB)₂·6DMF·4H₂O
        5.2.2 配合物6 Gd₂(TATAB)₂·6DMF·4H₂O
        5.2.3 配合物7 Tb₂(TATAB)₂·4DMF·4H₂O
        5.2.4 配合物8 Dy₂(TATAB)₂·4DMF·4H₂O
        5.2.5 配合物9 Ho₂(TATAB)₂·4DMF·4H₂O
        5.2.6 配合物10 Er₂(TATAB)₂·4DMF·4H₂O
        5.2.7 配合物11 Y₂(TATAB)₂·6DMF·4H₂O
    5.3 配合物5-11的晶體數(shù)據(jù)
    5.4 配合物5-11的結(jié)構(gòu)描述
    5.5 配合物5-11的光譜表征
        5.5.1 配合物5-11的紅外光譜
        5.5.2 配合物5-11的紫外-可見-近紅光譜
        5.5.3 配合物5-11的熱重分析
        5.5.4 配合物5-11的X-射線粉末衍射分析
        5.5.5 配合物5,7和8的固態(tài)熒光光譜的指認與歸屬
    5.6 配合物5對碘的吸附研究
    5.7 配合物5對染料的吸附研究
    5.8 基于三嗪六羧酸配體H₆TDPAT的稀土配合物Ln-TDPAT(12-16)的合成
        5.8.1 配合物12 Eu₂(TDPAT)₂(μ₂-O)(H₂O)₂·H₂O
        5.8.2 配合物13 Gd₂(TDPAT)₂(μ₂-O)(H₂O)₂·H₂O
        5.8.3 配合物14 Tb₂(TDPAT)₂(μ₂-O)(H₂O)₂·H₂O
        5.8.4 配合物15 Dy₂(TDPAT)₂(μ₂-O)(H₂O)₂·H₂O
        5.8.5 配合物16 [(CH₃)₂NH₂]₂Tb₃(TDPAT)(CH₃COO)₂(C₂O₄)_1.5(H₂O)4

    5.9 合成討論
    5.10 配合物12-16的晶體數(shù)據(jù)
    5.11 配合物12-16的結(jié)構(gòu)描述
    5.12 配合物5-16的結(jié)構(gòu)比較
    5.13 本章小結(jié)
第六章 基于三嗪多羧酸配體的過渡金屬有機骨架的合成、結(jié)構(gòu)與性能研究
    引言
    6.1 設(shè)計思想
    6.2 配合物17-19的合成
        6.2.1 配合物17 Zn₃(TDPAT)(H₂O)₃·4DMF·H₂O
        6.2.2 配合物18 [(CH₃)₂NH₂]₁₂[Co(H₂O)₆]₃{Co₆(η⁶-TATAT)₄(H₂O)₁₂} 12·H₂O
        6.2.3 配合物19 [(CH₃)₂NH₂]₁₂[Ni(H₂O)₆]₃{Ni₆(η⁶-TATAT)₄(H₂O)₁₂} 12·H₂O
        6.2.4 合成討論
    6.3 配合物17-19的晶體數(shù)據(jù)
    6.4 配合物17-19的結(jié)構(gòu)描述
        6.4.1 配合物17的結(jié)構(gòu)描述
        6.4.2 配合物18-19的結(jié)構(gòu)描述
        6.4.3 配合物17-19的結(jié)構(gòu)比較
    6.5 配合物17-19的光譜表征
        6.5.1 配合物17-19的紅外光譜
        6.5.2 配合物17-19的紫外-可見-近紅外光譜
        6.5.3 配合物17-19的X-射線粉末衍射分析
        6.5.4 配合物17-19的熱重分析
    6.6 配合物17的固態(tài)熒光光譜及白光發(fā)射調(diào)節(jié)
        6.6.1 配合物17的固態(tài)熒光光譜指認與歸屬
        6.6.2 單獨封裝Tb³⁺或Eu³⁺的配合物17的可調(diào)發(fā)光性能
        6.6.3 同時封裝Tb³⁺和Eu³⁺的配合物17的可調(diào)發(fā)光性能和白光發(fā)射調(diào)節(jié)
        6.6.4 發(fā)光壽命和量子產(chǎn)率
    6.7 配合物17-19對碘的吸附性能研究
        6.7.1 配合物17-19對碘的吸附性能研究
        6.7.2 配合物17-19對碘吸附性能的對比討論
        6.7.3 配合物1-5和17-19對碘吸附性能的對比討論
    6.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學位期間學術(shù)論文發(fā)表情況
附錄A 晶體學數(shù)據(jù)表
附錄B MOFs樣品的量子產(chǎn)率圖
致謝
作者簡歷



本文編號：3994850

boshi