高分子化学与物理专业优秀论文高分子化学与物理专业优秀论文 金属铜和配体均三苯甲酸配位聚金属铜和配体均三苯甲酸配位聚合物材料的离子液体热合成、结构及性能研究合物材料的离子液体热合成、结构及性能研究关键词：金属有机配位聚合物关键词：金属有机配位聚合物 离子液体离子液体 热合成热合成 溶剂介质溶剂介质摘要：金属有机配位聚合物材料(MOFs)由于在催化、分离、气体储存、光、电、 磁等领域具有潜在的应用前景而倍受广泛关注。在合成金属有机配位聚合物的 过程中，合成方法起着重要作用。通常，MOF 材料是以水或有机溶剂为溶剂介 质，由金属离子和有机配体通过自组装生成的。本课题选择种类丰富、性能独 特的离子液体作为溶剂介质，利用金属铜和 1，3，5-苯三酸为原料，用离子液 体热合成方法合成 MOF，结果得到了两种聚合物： Cult;,2gt;Olt;,4gt;(BTC)Cl 和 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;。此外，实验还对 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;的水热合成规律进行了一定的 探索。 首先，用离子液体热合成法以尿素和氯化胆碱的低共熔熔融盐为溶剂 介质，用 Cu(NOlt;,3gt;) lt;,2gt;2.5Hlt;,2gt;O 和 1，3，5-苯三酸为原料， 得到一种新金属有机配位聚合物 Cult;,2gt;Olt;,4gt;(BTC)Cl。采用 XRD、FT-IR、SEM 以及 TG-DTA 分析技术对合成的 Cult;,2gt;Olt;,4gt;(BTC)Cl 样品进行了表征。结果表 明，在初始物料摩尔比为水合硝酸铜：1，3，5-苯三酸：尿素：氯化胆碱 =1.8：1：16.67：7.16，晶化温度和时间为 100和 3 天的条件下，合成出了 结晶度较高的 Cult;,2gt;Olt;,4gt;(BTC)Cl 样品。其晶 体结构测定的结果表明：该聚合物具有二维层状结构，属于单斜晶系，空间群 为 P121/c1(14)，晶胞参数是：a=20.19(3)A，b=7.413(9)A，c=20.13(3) A，=91.50#176;，V=3011.79(732)Alt;#39;3gt;。其 次，用离子液体热合成法以 1，3-二甲基尿素和氯化胆碱的低共熔熔融盐为溶 剂介质，用 Cu(NOlt;,3gt;) lt;,2gt;2.5Hlt;,2gt;O 和 1，3，5-苯三酸为原料， 得到金属有机配位聚合物 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;。 采用 XRD、FT-IR、SEM 以及 TG-DTA 分析技术对合成的 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;样品进行了表征。结果表明： 初始物料摩尔比为水合硝酸铜：Hlt;,3gt;BTC：1，3-二甲基尿素： 氯化胆碱之摩尔比约为 1.8：1：11.349：7.162 时，晶化温度和时间为 100 和 3 天，可以合成出结晶度高的 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;样品。改变离子液体种类，分别在咪唑酮和氯化胆碱的低 共熔熔融盐、1，3-二甲基尿素和四甲基氯化铵的低共熔熔融盐以及离子液体溴 代甲基乙基咪唑三种体系作为反应介质也可以得到 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;，但在 1，3-二甲基尿素和氯化胆碱体系中可以合成出相 对结晶度较高、尺寸较大、形貌较完美的 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;样品。 最后，用水热合成法以乙醇和 Hlt;,2gt;O 为溶剂，Cu(NOlt;,3gt;)lt;,2gt;2.5Hlt;,2gt;O 和 1，3，5-苯三酸作原料， 得到了金属有机配位聚合物 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;。利用 XRD、FT-IR、SEM 以及 TG-DTA 分析技术对合成的 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;样品进行分析，结果表明在 100，晶化 3 天，初始物料 Cu(NOlt;,3gt;)lt;,2gt; 和 Hlt;,3gt;BTC 摩尔比约为 0.60-3.00，醇和水摩尔比约为 0.44- 0.15 的范围内，实验合成了 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;。实验还考察了水热合成样品的储氢能力，在温度为 77K，压力为 1.41Mpa 条件下，Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;储 氢量可达到 2.10wt.，高于典型的沸石材料 NaX0.50wt.。正文内容正文内容金属有机配位聚合物材料(MOFs)由于在催化、分离、气体储存、光、电、 磁等领域具有潜在的应用前景而倍受广泛关注。在合成金属有机配位聚合物的 过程中，合成方法起着重要作用。通常，MOF 材料是以水或有机溶剂为溶剂介 质，由金属离子和有机配体通过自组装生成的。本课题选择种类丰富、性能独 特的离子液体作为溶剂介质，利用金属铜和 1，3，5-苯三酸为原料，用离子液 体热合成方法合成 MOF，结果得到了两种聚合物： Cult;,2gt;Olt;,4gt;(BTC)Cl 和 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;。此外，实验还对 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;的水热合成规律进行了一定的 探索。 首先，用离子液体热合成法以尿素和氯化胆碱的低共熔熔融盐为溶剂 介质，用 Cu(NOlt;,3gt;) lt;,2gt;2.5Hlt;,2gt;O 和 1，3，5-苯三酸为原料， 得到一种新金属有机配位聚合物 Cult;,2gt;Olt;,4gt;(BTC)Cl。采用 XRD、FT-IR、SEM 以及 TG-DTA 分析技术对合成的 Cult;,2gt;Olt;,4gt;(BTC)Cl 样品进行了表征。结果表 明，在初始物料摩尔比为水合硝酸铜：1，3，5-苯三酸：尿素：氯化胆碱 =1.8：1：16.67：7.16，晶化温度和时间为 100和 3 天的条件下，合成出了 结晶度较高的 Cult;,2gt;Olt;,4gt;(BTC)Cl 样品。其晶 体结构测定的结果表明：该聚合物具有二维层状结构，属于单斜晶系，空间群 为 P121/c1(14)，晶胞参数是：a=20.19(3)A，b=7.413(9)A，c=20.13(3) A，=91.50#176;，V=3011.79(732)Alt;#39;3gt;。其 次，用离子液体热合成法以 1，3-二甲基尿素和氯化胆碱的低共熔熔融盐为溶 剂介质，用 Cu(NOlt;,3gt;) lt;,2gt;2.5Hlt;,2gt;O 和 1，3，5-苯三酸为原料， 得到金属有机配位聚合物 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;。 采用 XRD、FT-IR、SEM 以及 TG-DTA 分析技术对合成的 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;样品进行了表征。结果表明： 初始物料摩尔比为水合硝酸铜：Hlt;,3gt;BTC：1，3-二甲基尿素： 氯化胆碱之摩尔比约为 1.8：1：11.349：7.162 时，晶化温度和时间为 100 和 3 天，可以合成出结晶度高的 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;样品。改变离子液体种类，分别在咪唑酮和氯化胆碱的低 共熔熔融盐、1，3-二甲基尿素和四甲基氯化铵的低共熔熔融盐以及离子液体溴 代甲基乙基咪唑三种体系作为反应介质也可以得到 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;，但在 1，3-二甲基尿素和氯化胆碱体系中可以合成出相 对结晶度较高、尺寸较大、形貌较完美的 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;样品。 最后，用水热合成法以乙醇和 Hlt;,2gt;O 为溶剂，Cu(NOlt;,3gt;) lt;,2gt;2.5Hlt;,2gt;O 和 1，3，5-苯三酸作原料， 得到了金属有机配位聚合物 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;。利用 XRD、FT-IR、SEM 以及 TG-DTA 分析技术对合成的 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;样品进行分析，结果表明在100，晶化 3 天，初始物料 Cu(NOlt;,3gt;)lt;,2gt; 和 Hlt;,3gt;BTC 摩尔比约为 0.60-3.00，醇和水摩尔比约为 0.44- 0.15 的范围内，实验合成了 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;。实验还考察了水热合成样品的储氢能力，在温度为 77K，压力为 1.41Mpa 条件下，Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;储 氢量可达到 2.10wt.，高于典型的沸石材料 NaX0.50wt.。 金属有机配位聚合物材料(MOFs)由于在催化、分离、气体储存、光、电、磁等 领域具有潜在的应用前景而倍受广泛关注。在合成金属有机配位聚合物的过程 中，合成方法起着重要作用。通常，MOF 材料是以水或有机溶剂为溶剂介质， 由金属离子和有机配体通过自组装生成的。本课题选择种类丰富、性能独特的 离子液体作为溶剂介质，利用金属铜和 1，3，5-苯三酸为原料，用离子液体热 合成方法合成 MOF，结果得到了两种聚合物： Cult;,2gt;Olt;,4gt;(BTC)Cl 和 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;。此外，实验还对 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;的水热合成规律进行了一定的 探索。 首先，用离子液体热合成法以尿素和氯化胆碱的低共熔熔融盐为溶剂 介质，用 Cu(NOlt;,3gt;) lt;,2gt;2.5Hlt;,2gt;O 和 1，3，5-苯三酸为原料， 得到一种新金属有机配位聚合物 Cult;,2gt;Olt;,4gt;(BTC)Cl。采用 XRD、FT-IR、SEM 以及 TG-DTA 分析技术对合成的 Cult;,2gt;Olt;,4gt;(BTC)Cl 样品进行了表征。结果表 明，在初始物料摩尔比为水合硝酸铜：1，3，5-苯三酸：尿素：氯化胆碱 =1.8：1：16.67：7.16，晶化温度和时间为 100和 3 天的条件下，合成出了 结晶度较高的 Cult;,2gt;Olt;,4gt;(BTC)Cl 样品。其晶 体结构测定的结果表明：该聚合物具有二维层状结构，属于单斜晶系，空间群 为 P121/c1(14)，晶胞参数是：a=20.19(3)A，b=7.413(9)A，c=20.13(3) A，=91.50#176;，V=3011.79(732)Alt;#39;3gt;。其 次，用离子液体热合成法以 1，3-二甲基尿素和氯化胆碱的低共熔熔融盐为溶 剂介质，用 Cu(NOlt;,3gt;) lt;,2gt;2.5Hlt;,2gt;O 和 1，3，5-苯三酸为原料， 得到金属有机配位聚合物 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;。 采用 XRD、FT-IR、SEM 以及 TG-DTA 分析技术对合成的 Cult;,3gt;(BTC)lt;,2gt;样品进行了表征。结果表明： 初始物料摩尔比为水合硝酸铜：Hlt;,3gt;BTC：1，3-二甲基尿素： 氯化胆碱之摩尔比约为 1.8：1：11.349：7.162 时，晶化温度和时间为 100 和 3 天，可以合成出结晶度高的 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;样品。改变离子液体种类，分别在咪唑酮和氯化胆碱的低 共熔熔融盐、1，3-二甲基尿素和四甲基氯化铵的低共熔熔融盐以及离子液体溴 代甲基乙基咪唑三种体系作为反应介质也可以得到 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;，但在 1，3-二甲基尿素和氯化胆碱体系中可以合成出相 对结晶度较高、尺寸较大、形貌较完美的 Cult;,3gt;(BTC) lt;,2gt;样品。 最后，用水热合成法以乙醇和 Hlt;,2gt;O 为溶剂，Cu(NOlt;,3gt;)lt;,2gt;2.5Hlt;,2gt;O 和 1，3，5-苯三酸作原料， 得到了金属有机配位聚合物 Cult;,3gt;(BTC) lt