金属有机骨架材料的应用

金属鄄有机骨架材料在烯烃氧化中的应用

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渊员郾中国科学院大连化学物理研究所摇大连员员远园圆猿曰圆郾大连工业大学化工与材料学院摇大连员员远园猿源冤摘摇要摇本文分别从以骨架中的金属渊金属簇冤为催化中心的酝韵云材料尧利用具有催化活性的刚性有机配合物构筑的酝韵云材料和酝韵云负载催化材料三个方面详细介绍了酝韵云作为催化剂在烯烃氧化反应中的应用情况袁分析了其各自的优缺点遥具有催化活性的刚性有机配合物构筑的酝韵云材料稳定性较好袁能够引入具有光学活性的催化剂袁可以作为不对称催化氧化催化剂使用袁是未来的一个研究发展方向遥

关键词摇金属有机骨架摇氧化摇烯烃摇环氧化摇催化

中图分类号院韵远源猿郾猿圆曰栽月猿猿猿摇文献标识码院粤摇文章编号院员园园缘鄄圆愿员载渊圆园员圆冤园缘鄄园苑源苑鄄员园

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摘要

在过去的二十多年里，金属-有机骨架（MOFs）材料作为一类新型的分子基多功能材料，由于其兼具有多孔性、比表面积大、可剪裁、可设计、易功能化等特点，在光、电、磁、气体存储和分离、催化剂、传感器以及手性拆分等诸多领域均表现出了巨大的应用前景，受到了学术界和和工业界越来越多的关注。羧酸类配体配位方式灵活多样且配位能力强，由它构筑的金属-有机骨架材料已经成为当前配位化学研究的热点。由于镧系元素的电子结构中都有一个没有完全充满的4f 电子层，且各种镧系元素4f 层电子数的不同，这组元素的每一个元素又都具有各自特别的性质，特别是光学和磁学性质。近十几年来，镧系元素被越来越多的化学工作者选作金属有机骨架材料的金属中心。本论文采用对苯丙二烯酸和9,9-二甲基芴-2,7-二羧酸两种二羧酸配体分别与多种镧系金属盐，通过分子水热及溶剂热方法合成得到了12种结构新颖且具有独特发光性能的配位化合物。通过X-射线单晶衍射、粉末 X-射线衍射、元素分析、热重分析、荧光光谱和红外光谱等手段对晶体结构和光学性能进行了研究。具体成果概括为以下三点:

1. 以对苯丙二烯酸作为桥联配体，利用溶剂热法，与镧系金属离子进行配位自组装，设计合成得到了三种具有新颖结构的多孔配位聚合物

太原工业学院毕业论文

毕业论文

合成工艺条件对金属有机骨架

MOF-5结构和性能的影响

082074***

*** 学生姓名： 学号： 系 部： 材料工程系 高分子材料与工程

专 业： ***

指导教师：

二〇一二年 六 月

- 1 -

太原工业学院毕业论文

诚信声明

本人郑重声明：

本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完

成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。

本人签名： 年 月 I

日太原工业学院毕业论文

毕业论文任务书

论文题目：合成工艺条件对金属有机骨架 MOF-5晶体形貌的影响

系部： 材料工程系 专业： 高分子材料与工程 学号： 082074*** 学生： *

南开大学博士学位论文

基于金属有机骨架材料的气相色谱分离和肽富集新方法

姓名：古志远申请学位级别：博士专业：分析化学指导教师：严秀平

201105

中文摘要基于金属有机骨架材料的气相色谱分离和肽富集新方法中文摘要金属一有机骨架材料（Ｍｅｔａｌ—ＯｒｇａｎｉｃＦｒａｍｅｗｏｒｋｓ，ＭＯＦｓ）是由金属与有机配体自组装形成的一类固体多孔材料，具有组成和结构丰富、比表面大、孔径可调控和便于后修饰等特点。本论文旨在探索ＭＯＦｓ作为气相色谱分离介质和生物复杂样品前处理吸附介质的潜力，主要内容与创新点概括如下：（１）应用ＭｃＲｅｙｎｏｌｄｓ常数评价了ＭＯＦｓ色谱柱。通过气相色谱分离、静态吸附、多组份穿透实验系统地研究了两种ＭＯＦｓ（ＭＯＦ．５和ＭＯＦ－ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ）吸附和分离二甲苯异构体的选择性。ＭＯＦ．５对乙苯保留弱于其他三种异构体，而ＭＯＦ．ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ与对二甲苯作用强于其他三种异构体。吸附焓变、分配系数和扩散系数等数据说明ＭＯＦ．５对乙苯的选择性来源于热力学分配过程，而ＭＯＦ．ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ对对二甲苯的选择性来源于动力学扩散过程。（２）将ＭＯＦｓ作为毛细管气相色谱的固定相，制备了第一根基于ＭＯＦｓ的毛细管色谱柱，克服了ＭＯＦｓ填充柱分离

南开大学博士学位论文

基于金属有机骨架材料的气相色谱分离和肽富集新方法

姓名：古志远申请学位级别：博士专业：分析化学指导教师：严秀平

201105

中文摘要基于金属有机骨架材料的气相色谱分离和肽富集新方法中文摘要金属一有机骨架材料（Ｍｅｔａｌ—ＯｒｇａｎｉｃＦｒａｍｅｗｏｒｋｓ，ＭＯＦｓ）是由金属与有机配体自组装形成的一类固体多孔材料，具有组成和结构丰富、比表面大、孔径可调控和便于后修饰等特点。本论文旨在探索ＭＯＦｓ作为气相色谱分离介质和生物复杂样品前处理吸附介质的潜力，主要内容与创新点概括如下：（１）应用ＭｃＲｅｙｎｏｌｄｓ常数评价了ＭＯＦｓ色谱柱。通过气相色谱分离、静态吸附、多组份穿透实验系统地研究了两种ＭＯＦｓ（ＭＯＦ．５和ＭＯＦ－ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ）吸附和分离二甲苯异构体的选择性。ＭＯＦ．５对乙苯保留弱于其他三种异构体，而ＭＯＦ．ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ与对二甲苯作用强于其他三种异构体。吸附焓变、分配系数和扩散系数等数据说明ＭＯＦ．５对乙苯的选择性来源于热力学分配过程，而ＭＯＦ．ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ对对二甲苯的选择性来源于动力学扩散过程。（２）将ＭＯＦｓ作为毛细管气相色谱的固定相，制备了第一根基于ＭＯＦｓ的毛细管色谱柱，克服了ＭＯＦｓ填充柱分离

南开大学博士学位论文

基于金属有机骨架材料的气相色谱分离和肽富集新方法

姓名：古志远申请学位级别：博士专业：分析化学指导教师：严秀平

201105

中文摘要基于金属有机骨架材料的气相色谱分离和肽富集新方法中文摘要金属一有机骨架材料（Ｍｅｔａｌ—ＯｒｇａｎｉｃＦｒａｍｅｗｏｒｋｓ，ＭＯＦｓ）是由金属与有机配体自组装形成的一类固体多孔材料，具有组成和结构丰富、比表面大、孔径可调控和便于后修饰等特点。本论文旨在探索ＭＯＦｓ作为气相色谱分离介质和生物复杂样品前处理吸附介质的潜力，主要内容与创新点概括如下：（１）应用ＭｃＲｅｙｎｏｌｄｓ常数评价了ＭＯＦｓ色谱柱。通过气相色谱分离、静态吸附、多组份穿透实验系统地研究了两种ＭＯＦｓ（ＭＯＦ．５和ＭＯＦ－ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ）吸附和分离二甲苯异构体的选择性。ＭＯＦ．５对乙苯保留弱于其他三种异构体，而ＭＯＦ．ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ与对二甲苯作用强于其他三种异构体。吸附焓变、分配系数和扩散系数等数据说明ＭＯＦ．５对乙苯的选择性来源于热力学分配过程，而ＭＯＦ．ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ对对二甲苯的选择性来源于动力学扩散过程。（２）将ＭＯＦｓ作为毛细管气相色谱的固定相，制备了第一根基于ＭＯＦｓ的毛细管色谱柱，克服了ＭＯＦｓ填充柱分离

南开大学博士学位论文

基于金属有机骨架材料的气相色谱分离和肽富集新方法

姓名：古志远申请学位级别：博士专业：分析化学指导教师：严秀平

201105

中文摘要基于金属有机骨架材料的气相色谱分离和肽富集新方法中文摘要金属一有机骨架材料（Ｍｅｔａｌ—ＯｒｇａｎｉｃＦｒａｍｅｗｏｒｋｓ，ＭＯＦｓ）是由金属与有机配体自组装形成的一类固体多孔材料，具有组成和结构丰富、比表面大、孔径可调控和便于后修饰等特点。本论文旨在探索ＭＯＦｓ作为气相色谱分离介质和生物复杂样品前处理吸附介质的潜力，主要内容与创新点概括如下：（１）应用ＭｃＲｅｙｎｏｌｄｓ常数评价了ＭＯＦｓ色谱柱。通过气相色谱分离、静态吸附、多组份穿透实验系统地研究了两种ＭＯＦｓ（ＭＯＦ．５和ＭＯＦ－ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ）吸附和分离二甲苯异构体的选择性。ＭＯＦ．５对乙苯保留弱于其他三种异构体，而ＭＯＦ．ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ与对二甲苯作用强于其他三种异构体。吸附焓变、分配系数和扩散系数等数据说明ＭＯＦ．５对乙苯的选择性来源于热力学分配过程，而ＭＯＦ．ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ对对二甲苯的选择性来源于动力学扩散过程。（２）将ＭＯＦｓ作为毛细管气相色谱的固定相，制备了第一根基于ＭＯＦｓ的毛细管色谱柱，克服了ＭＯＦｓ填充柱分离

南开大学博士学位论文

基于金属有机骨架材料的气相色谱分离和肽富集新方法

姓名：古志远申请学位级别：博士专业：分析化学指导教师：严秀平

201105

中文摘要基于金属有机骨架材料的气相色谱分离和肽富集新方法中文摘要金属一有机骨架材料（Ｍｅｔａｌ—ＯｒｇａｎｉｃＦｒａｍｅｗｏｒｋｓ，ＭＯＦｓ）是由金属与有机配体自组装形成的一类固体多孔材料，具有组成和结构丰富、比表面大、孔径可调控和便于后修饰等特点。本论文旨在探索ＭＯＦｓ作为气相色谱分离介质和生物复杂样品前处理吸附介质的潜力，主要内容与创新点概括如下：（１）应用ＭｃＲｅｙｎｏｌｄｓ常数评价了ＭＯＦｓ色谱柱。通过气相色谱分离、静态吸附、多组份穿透实验系统地研究了两种ＭＯＦｓ（ＭＯＦ．５和ＭＯＦ－ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ）吸附和分离二甲苯异构体的选择性。ＭＯＦ．５对乙苯保留弱于其他三种异构体，而ＭＯＦ．ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ与对二甲苯作用强于其他三种异构体。吸附焓变、分配系数和扩散系数等数据说明ＭＯＦ．５对乙苯的选择性来源于热力学分配过程，而ＭＯＦ．ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ对对二甲苯的选择性来源于动力学扩散过程。（２）将ＭＯＦｓ作为毛细管气相色谱的固定相，制备了第一根基于ＭＯＦｓ的毛细管色谱柱，克服了ＭＯＦｓ填充柱分离

毕业论文

金属有机骨架材料MOF-5在聚合物载体

上的成膜性研究

学生姓名： *** 学号：0820741** 系 部： 材料工程系 专 业： 高分子材料与工程 指导教师： 梁淑君

二〇一二年 六 月

诚信声明

本人郑重声明：本设计及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。

本人签名： 签字时间： 年 月 日

毕业论文任务书

论文题目：金属有机骨架材料MOF-5在聚合物载体上的成膜性研究 系部： 材料工程系 专业： 高分子材料与工程 学号： 0820741**

学生： *** 指导教师（含职称）： 梁淑君(副教授) 专业负责人： 张保卫（副教授） 1．设计（论文）的主要任务及目标

主要任务：制备出金属有机骨架材料MOF-5晶体,并使其在聚合物载体膜上较好地生

长,研究其性能.

目 标： 1.通过实验得出制备MOF-5晶种及其在聚合物载体上成膜的最佳方法及

最适宜的条件。

毕业论文

金属有机骨架材料MOF-5在聚合物载体

上的成膜性研究

学生姓名： *** 学号：0820741** 系 部： 材料工程系 专 业： 高分子材料与工程 指导教师： 梁淑君

二〇一二年 六 月

诚信声明

本人郑重声明：本设计及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。

本人签名： 签字时间： 年 月 日

毕业论文任务书

论文题目：金属有机骨架材料MOF-5在聚合物载体上的成膜性研究 系部： 材料工程系 专业： 高分子材料与工程 学号： 0820741**

学生： *** 指导教师（含职称）： 梁淑君(副教授) 专业负责人： 张保卫（副教授） 1．设计（论文）的主要任务及目标

主要任务：制备出金属有机骨架材料MOF-5晶体,并使其在聚合物载体膜上较好地生

长,研究其性能.

目 标： 1.通过实验得出制备MOF-5晶种及其在聚合物载体上成膜的最佳方法及

最适宜的条件。