新型多孔配位聚合物的制备及其在气体储存与传感方面的应用研究

摘要

多孔配位聚合物是由金属中心离子和有机配体通过配位键自组装形成,具有多种多样的结构形式和独特的光、电、磁、吸附、催化等性质,在许多方面都有着巨大的应用前景,成为新功能材料的研究热点。
　　 本论文围绕新型多孔配位聚合物的合成、热力学、吸附和传感等性能展开研究,合成了文献报道的四种配位聚合物并展开研究。
　　 研究了双配体聚合物C1-C2的合成及表征。利用均苯三甲酸为含氧配体,4,4'-联吡啶为含氮配体,合成出了两种结构相同的配位聚合物Ni(HBTC)(4,4'-bipy)·3DMF(C1)和Co(HBTC)(4,4'-bipy)·3DMF(C2)。利用石英晶体微天平(QCM)研究了多孔配位聚合物C1对溶剂的吸附,发现多孔配位聚合物C1修饰的晶片对水有明显响应。测试了多孔配位聚合物C1在273K的条件下对CO2与CH4的吸附,研究发现在P/P0=1时,对CO2与CH4的选择性达到了22.4:1。
　　 利用过渡金属与含氮配体在溶剂热条件下合成了两种配合物Ni9(btz)12(DMA)6(NO3)6((23)和Zn5(btz)6(NO3)4(H2O)(C4)。通过石英晶体微天平(QCM)研究了配位聚合物C3对溶剂的吸附,发现配位聚合物C3修饰的电极晶片对水表现出显著的响应频率变化。
　　 利用调制差示扫描量热法(TMDSC)首次测定了C1-C4这四种配合物的摩尔热容,并计算了其相对298.15K时的焓和熵等热力学基础数据,丰富了材料的热力学数据库。