含氮化合物的合成、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)研究.pdf

1、開發(fā)清潔的可再生能源，探索高效綠色的污水處理工藝，是可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟和低碳環(huán)保的迫切需求。水環(huán)境污染問題已經(jīng)成為當前亟待解決的焦點問題，經(jīng)濟社會發(fā)展過程中產(chǎn)生的大量污染物直接排入水體，對生態(tài)環(huán)境造成危害。因此開發(fā)性能優(yōu)異的吸附劑成為去除水體污染物的關(guān)鍵科學問題之一。金屬有機框架配合物(MOFs)是一類多孔材料，由于其二維或三維的晶體結(jié)構(gòu)不僅具有高的比表面積、規(guī)則而穩(wěn)定的孔道結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的可控調(diào)性，使材料在不同的領(lǐng)域有著應(yīng)用價值。作為新

2、型的超分子材料，金屬有機框架配合物(MOFs)尤其在吸附分離、催化等領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。
　　本論文選擇新型的含氮配合物作為研究對象，首先用1,4-對二氯芐和1,2,4-三氮唑合成了配體1,4-二(1,2,4-三唑-1-亞甲基)-苯，并以其作為配體分別合成了三個金屬有機框架配合物，對所合成的配合物進行單晶結(jié)構(gòu)解析，及相應(yīng)的性質(zhì)研究。研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　　1.對配合物1、2和3的紫外可見漫反射吸收光譜進行了研

3、究，計算了各自相應(yīng)的最高占有軌道HOMO和最低未占有軌道LUMO之間的能帶間隙Eg，發(fā)現(xiàn)配合物1、2和3都具有半導(dǎo)體的性質(zhì)。
　　2.配合物1是配體1,4-二(1,2,4-三唑-1-亞甲基)-苯(L1)，與磷鉬酸在水熱條件下制得。配合物1是一個特殊的晶體結(jié)構(gòu)，在配合物的合成過程中，金屬離子Cu并沒有參與配位，卻意外的得到了一種含Mo金屬離子的特殊晶體結(jié)構(gòu)。這是一種由配體L1和磷鉬酸（PMO）組成的雜多酸有機配合物，其空間構(gòu)型主要是

4、配體L1和磷鉬酸（PMO）分子間的作用力形成的。配合物2是在配合物1的基礎(chǔ)上，加入納米Fe3O4，通過水熱法得到的一種磁性MOFs材料。配合物3通過配體L1直接與高氯酸銅配位得到二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的配合物。本論文采用紅外光譜(IR)、紫外可見漫反射光譜、X-射線晶體衍射(X-ray)、熱重分析等方法對三個配合物結(jié)構(gòu)及性質(zhì)進行研究。
　　3.通過對染料（亞甲基藍、甲基橙和羅丹明 B）的吸附研究了配合物1、2和3的吸附性能，并對吸附前后的M

5、OFs材料進行了掃描電鏡(SEM)、XRD粉末衍射等表征，并探討了三個MOFs材料在吸附過程中的動力學過程、吸附等溫線。
　　4.結(jié)果表明，配合物1和2對亞甲基藍、羅丹明B的吸附效果較好，符合二級動力學模型，能很好地描述其吸附動力學過程，吸附等溫線均與Henry模型表現(xiàn)出很好的相關(guān)性。配合物3在對亞甲基藍、甲基橙和羅丹明 B進行吸附時，溶液的吸光度都有所增大，可能的原因是與配合物3的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，配合物3的為二維網(wǎng)狀空間結(jié)構(gòu)，孔徑