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金属有机骨架材料MOF及MOF偶氮二甲酰胺复合物的制备
北京化工大学硕士学位论文金属-有机骨架材料（MOF）及MOF偶氮二甲酰胺复合物的制备姓名：****请学位级别：硕士专业：化学工程与技术指导教师：**雄20100528摘要金属一有机骨架材料（ＭＯＦ）及ＭＯＦ／偶氮二甲酰胺复合物的制备摘要金属．有机骨架材料足一类新型多孔材料，在催化、吸附分离、气体储存等广泛领域有很广阔的应用前景。本文采用对苯二甲酸（Ｈ２ＢＤＣ）作配体，硝酸锌提供金属离子，氨水去质子化，首次通过慢扩散法这一新途径合成单一晶相的新型金属．有机骨架材料为配合物ｌ，并通过单晶衍射、Ｘ．射线粉末衍射、傅立叶变换红外光谱和热分析等手段对配合物１的结构和性质进行了研究。确定其化学组成为［Ｚｎ（ＮＨ３）２（ＢＤＣ）］ｎ，它属于单斜晶系，晶体群为Ｐ２（１）／ｍ。晶胞常数为ａ＝５．２５３（２）Ａ，ｂ＝１６．２４０（６）Ａ，１．１６８（５）。。配合物１结构中四面体的中心为Ｚｎ”，Ｚｎ２＋分别与来自两个ＮＨ３的两个Ｎ原子配位及两个对苯二甲酸的两个Ｏ原子配位。热分析表明配合物１有两个明显的失重台阶，分别对应配合物ｌ中两分子ＮＨ３的脱去和配体ＢＤＣ的氧化分解。此外，我们采用相同原料，用水热合成法在１００ｏＣ条件下制备出的配合物，经检验确定为非单一晶相。其中单晶相为配合物２，其化学组成为［Ｚｎ（ＮＨ３）２（ＢＤＣ）］ｎ。它属于单斜晶系，晶体群为９２（１）／ｍ。晶胞常数为ａ＝５．２６２４（２）Ａ，ｂ＝１６．２２１４（８）Ａ，ｅ＝５．９８２９（３）Ａ，户１ｌ１．３２２（２）。。另外一相为配合物３。经证实，配合物ｌ，２具有相同的结构。水热法制得的混合晶相中配合物２晶体相量较少。采用水热法制备的晶体（ＭＯＦ）作主体材料与客体分子偶氮二甲酰胺（ＡＣ）、尿素（Ｕｒｅａ）和水合肼（Ｈｙｄｒａｚｉｎｅ）北京化Ｔ大学硕士学位论文分别成功地复合制备了新型复合材料ＡＣ＠ＭＯＦ，Ｕｒｅａ＠ｌＭＯＦ和Ｈｙｄｒａｚｉｎｅ＠，ＭＯＦ。采用Ｘ．射线Ｃ固体核磁共振、傅立叶变换红外光谱、热分析及紫外光谱对复合物ＡＣ＠ＭＯＦ，Ｕｒｅａ＠ＭＯＦ，Ｈｙｄｒａｚｉｎｅ＠ＭＯＦ进行表征分析。在复合物的Ｘ－射线处衍射峰相对峰强度的变化表明客体分子的成功负载。在ＡＣ＠：ＭＯＦ的１３ＣＣＰ／ＭＡＳＮＭＲ谱图中ＡＣ羰基碳化学位移值由１５９．７ｐｐｍ移至１６３．３ｐｐｍ。尿素羰基碳的化学位移值由１６２．２ｐｐｍ增大至１６３．２ｐｐｍ。红外谱图中ＡＣ羰基伸缩振动谱带从１７２８ｃｍｌ红移至１６８８ｃｍ一。热分析结果表明ＡＣ＠ＭＯＦ中ＡＣ负载量大约１０％。关键词：金属．有机骨架材料，纳米复合材料，偶氮二甲酰胺ＡＢＳＴＲＡＣＴＰＲＥＰＡＲＡＴＩｏＮｏＦＭＥＴＡＬ．ＯＲＧＡＮＩＣＦＲＡＭＥＷｏＲＫ（ＭＯＦ）ＡＮＤＡＺＯＤＩＣＡＲＢＯＮＡＭＩＤＥＬＯＡＤＥＤＭＯＦＣｏＭＰｏＳＩＴＥＡＢＳＴＲＡＣＴＭｅｔａｌ－ＯｒｇａｎｉｃＦｒａｍｅｗｏｒｋ（ＭＯＦ）ｍａｔｅｒｉａｌａｃｌａｓｓｏｆｎｅｗｐｏｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｃａｔａｌｙｓｉｓ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｇａｓｓｔｏｒａｇｅａｎｄｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓ．Ｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ，ｗｅｒｅｐｏｒｔｅｄｔｈｅｆｉｒｓｔｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆａｎｅｗｔｙｐｅｓｉｎｇｌｅ－－ｐｈａｓｅｍｅｔａｌ－－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｃｏｍｐｏｕｎｄｓｌｏｗｄｉｆｆｕｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｕｓｉｎｇｔｅｒｅｐｈｔｈａｌＪｃａｃｉｄｌｉｇａｎｄ，ｚｉｎｃｎｉｔｒａｔｅｈｅｘａｈｙｄｒａｔｅｐｒｏｖｉｄｉｎｇｍｅｔａｌｉｏｎａｎｄａｍｍｏｎｉａｆｏｒｄｅｐｒｏｔｏｎａｔｉｏｎ．ＴｈｅｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｃｏｍｐｏｕｎｄｈａｓｂｅｅｎｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌＸ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ．ＣｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｒｙｓｔａｌＺｎ（ＮＨ３）２（ＢＤＣ）］ｎｗｈｉｃｈｂｅｌｏｎｇｓｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ，ｓｐａｃｅｇｒｏｕｐＰ２（１）／ｍ，ａ＝５．２５３（２）Ａ，６．２４０（６）Ａ，ｅ＝６．００２（２）Ａ，胪ｌ１１．１６８（５）。．ＴｈｅｓｐａｔｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｔａｉｎｅｓｉｒｒｅｇｕｌａｒｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｏｒＺｎ（ＩＩ）ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆｔｗｏｎｉｔｒｏｇｅｎｄｏｎｏｒｓｆｒｏｍｔｗｏＮＨ３ｏｆｔｗｏｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｏｘｙｇｅｎｃｏｕｎｔｅｒｄｏｎｏｒｓｆｒｏｍＢＤＣｌｉｇａｎｄｓ．ＴｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓＩＩＩ北京化工人学硕１：学位论文ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｈａｄｔｗｏｄｉｓｔｉｎｃｔｗｅｉｇｈｔｌｏｓｓｓｔｅｐｓ，ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏ２ｍｏｌｅｃｕｌｅｓＮＨ３ｏｆｆａｎｄｔｈｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＢＤＣｌｉｇａｎｄｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｗｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｃｒｙｓｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｕｓｉｎｇｔｈｅｓａｍｅｒｅａｃｔａｎｔｉｎｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｔ１００ｏＣ．Ｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｗａｓｎｏｔｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ．Ｏｎｅｐｈａｓｅｃｏｍｐｏｕｎｄ２：［Ｚｎ（ＮＨ３）２（ＢＤＣ）］ｎｗｈｉｃｈｂｅｌｏｎｇｓ１．３２２（２）。．Ｗｅｈａｖｅｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｕｎｄ２ｉｓｎｅｇｌｅｃｔｉａｂｌｅｉｎｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅ．Ｃｒｙｓｔａｌｓ（ＭＯＦ）ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｈｏｓｔｍａｔｒｉｘｔｏｆｏｒｍｔｈｅｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｇｕｅｓｔｍｏｌｅｃｕｌｅｓｓｕｃｈａｓａｚｏｄｉｃａｒｂｏｎａｍｉｄｅ（ＡＣ），ｕｒｅａ，ａｎｄｈｙｄｒａｚｉｎｅｈｙｄｒａｔｅ．ＴｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｍｅａｎｓｏｆＸＲＤ，ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅＮＭＲ，ＦＴ—ＩＲ，ＵＶ—ｖｉｓＴＧ—ＤＴＡ．Ｘ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｄａｔａｓｈｏｗｅｄｔｈｅｇｒａｄｕａｌｉｎｖｅｒｓｉｏｎｓｏｆｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｔｗｏｒｅｆｌｅｘｅｓａｔ２０＝６．１ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＭＯＦ．ＴｈｅｓｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｔｈｅｓｔｒｏｎｇｈｉｎｔｓｆｏｒｉｎｃｌｕｓｉｏｎｏｆｇｕｅｓｔｍｏｌｅｃｕｌｅｓｉｎｓｉｄｅｔｈｅｃａｖｉｔｉｅｓｏｆＭＯＦ．Ｔｈｅｓｏｌｉｄｓｔａｔｅ１３ＣＣＰ／ＭＡＳＮＭＲｃｈｅｍｉｃａｌｓｈｉｆｔｏｆｔｈｅｃａｒｂｏｎｙｌＡＣ＠ＭＯＦｗａｓｓｈｉｆｔｅｄｆｒｏｍ１５９．７ ｐｐｍ ｐｕｒｅＡＣｔｏ１６３．３ ｐｐｍ． Ｉｎ ＩＲ ｓｐｅｃｔｒａ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｃａｒｂｏｎｙｌ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂａｎｄ ｏｆＡＣｗａｓ ｒｅｄ．ｓｈｉｆｔｅｄｆｒｏｍ１７２８ｔｏ１６８８ｃｍ～． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ： Ｍｅｔａｌ—Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ， ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ， ａｚｏｄｉｃａｒｂｏｎａｍｉｄｅ 北京化工大学位论文
