金屬有機(jī)骨架材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備畢業(yè)答辯

1、 畢業(yè)論文答辯 金屬有機(jī)骨架材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與 制備 姓 名： 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 目錄 一.MOFs材料簡(jiǎn)介 二.實(shí)驗(yàn)過(guò)程 1.合成反應(yīng)原理 2.實(shí)驗(yàn)樣品 三.實(shí)驗(yàn)分析 1.紅外光譜分析 2.XRD分析 3.N2吸附/脫附實(shí)驗(yàn)分析 四.實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論 一.MOFs材料簡(jiǎn)介 2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代中期，第一代年代中期，第一代MOFsMOFs材料被合成出來(lái)材料被合成出來(lái) 孔徑和穩(wěn)定性受到一定限制孔徑和穩(wěn)定性受到一定限制 19991999年，年，YaghiYaghi等人合成具有三維開(kāi)放骨架結(jié)構(gòu)的等人合成具有三維開(kāi)放骨架結(jié)構(gòu)的MOF-5MOF-5 去除孔道中的客體分子后仍然保持骨架完整

2、去除孔道中的客體分子后仍然保持骨架完整 20022002年，年，YaghiYaghi科研組合成科研組合成IRMOFIRMOF系列材料系列材料 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)MOFMOF材料從微孔到介孔的成功過(guò)渡材料從微孔到介孔的成功過(guò)渡 20082008年，年，YaghiYaghi研究組合成出上百種研究組合成出上百種ZIFZIF系列類(lèi)分子篩材料系列類(lèi)分子篩材料 金屬離子金屬離子 有機(jī)配體有機(jī)配體 配位配位 自組裝自組裝 周期性網(wǎng)狀骨架的多孔材料周期性網(wǎng)狀骨架的多孔材料 二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程 1.1.合成反應(yīng)原理合成反應(yīng)原理 N N H + Cr(NO3)3.9H2O 100 B1、B2、B3 OH N N H

3、+ Co(NO3)2.6H2O 100 B4 OH N N H + 100 B5 OH NN N N H + C H N O 75、 100、 140 O O Ni O B6、 B7、 B8 N N H + C H N O 75 O O Zn O B9 2.2.實(shí)驗(yàn)樣品實(shí)驗(yàn)樣品 三、實(shí)驗(yàn)分析 1.紅外光譜分析 B9是乙酸鋅與咪唑在75下制得的配合物，其與咪唑紅外譜圖相比較，發(fā) 現(xiàn)在 3350-2500 cm-1范圍內(nèi)咪唑環(huán)上的 N-H寬吸收峰消失，同時(shí) 1820 cm- 1處的弱吸收峰也沒(méi)有出現(xiàn)，這說(shuō)明反應(yīng)后 N-H 鍵消失，咪唑吸收峰消失， 咪唑分子已全部被去質(zhì)子化，初步說(shuō)明已合成所需物質(zhì)。

4、 350030002500200015001000500 T wava numbei/cm-1 B0 B9 3121 2510 1824 A B 樣品B1、B2、B3是硝酸鉻與咪唑在不同的摩爾比下合成的物質(zhì)， 它們與咪唑紅外譜圖相比較，發(fā)現(xiàn)在 3350-2500 cm-1范圍內(nèi)咪唑環(huán) 上的 N-H寬吸收峰消失，同時(shí)1820 cm-1處的弱吸收峰也沒(méi)有出現(xiàn)， 這說(shuō)明反應(yīng)后 N-H 鍵消失，咪唑吸收峰消失，咪唑分子已全部被去 質(zhì)子化，1668cm-1處是C=C鍵，1387cm-1處是-CH3鍵，初步說(shuō)明已合成 所需物質(zhì)。 350030002500200015001000500 T wava num

5、ber/cm-1 B1 B2 B3 1664 1387 C D E 2.XRD分析 從圖中可以看出，在330的范圍內(nèi)有許多峰，其中B1、B2在 10.39處比B3強(qiáng)度更大，說(shuō)明硝酸鉻與咪唑的摩爾比在1：3與1：1 合成MOFs比在3：1的條件下效果好。 91827 0 1000 2000 3000 2 theta B1 B2 B3 B1 B3 B2 10.39 8.18 12.42 圖B6、B7、B8是乙酸鎳與咪唑在不同溫度下的配合物的XRD圖， 從圖中可以看出，在3-30的范圍內(nèi)有許多峰，其中B6在10.60處 比B7、B8強(qiáng)度大許多，說(shuō)明乙酸鎳與咪唑合成MOFs時(shí)在75時(shí)比在 100與14

6、0時(shí)更好些。 91827 0 2000 4000 6000 2 theta B8 B7 B6 B6 B8 B7 10.60 8.28 12.47 3.氮?dú)馕?脫附實(shí)驗(yàn)分析 吸附之前用甲醇在70下進(jìn)行回流活化： 鎳鹽合成物活化過(guò)程中逐漸溶解 B3的活化 甲醇活化 樣品氮吸附的各參數(shù)表樣品氮吸附的各參數(shù)表 四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論 1.硝酸鉻與咪唑配合比乙酸鎳和乙酸鋅與咪唑更容易合成 MOFs，且它們的孔結(jié)構(gòu)比表面積更大些。 2.在活化過(guò)程中乙酸鎳與咪唑合成的物質(zhì)在甲醇中活化在 升溫過(guò)程中逐漸溶解了，一段時(shí)間后其成為無(wú)色溶液，說(shuō) 明用乙酸鎳與咪唑合成的MOFs不穩(wěn)定。之后嘗試了用水 活化，發(fā)現(xiàn)還是不行。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未找到合適的活化溶劑 對(duì)合成的MOFs進(jìn)行活化