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1、广东药科大学硕士研究生学位论文分类号：___________密级：__________UDC：___________Zr基金属有机框架的设计、合成与性能研究姓名：高升学号：2111540012院系：药学院学位类型：学术学位专业：药物化学研究方向：功能配合物的合成与应用导师：赵红教授论文提交日期：2018年5月20日论文答辩日期：2018年5月15日学位授予单位：广东药科大学二〇一八年五月广东药科大学硕士研究生学位论文Design,synthesisandpropertiesofzirconium-based
2、metal-organicframeworksCandidate：ShengGaoStudentID：2111540012Affiliation：SchoolofPharmacyAcademicDegreeApliedfor：MasterofMedicineSpeciality：PharmaceuticalChemistrySupervisor：Prof.HongZhaoAssistantSupervisor：/DayofDefence：May2018Degree-Conferring-Institutio
3、n：GuangdongPharmaceuticalUniversityMay2018广东药科大学硕士研究生学位论文Zr基金属有机框架的设计、合成与性能研究摘要金属有机框架（Metal-organicFrameworks,MOFs）作为一类结构上高度有序的晶态多孔材料，因为超高的比表面积，低密度以及可控调节的框架结构一直是材料学科的研究重点。在金属有机框架材料中，Zr-MOFs由于结构中次级结构单元（SBU）与配体间的高配位模式，展现出远超其他MOFs的稳定性。具有超高稳定性的Zr-MOFs已经在气体吸附分离
4、、非均相催化反应、药物传递、毒害物质的降解及化学传感器方面展现出广泛的应用潜力。设计带有特定功能的有机配体构筑Zr-MOFs结构，可以实现特定的应用。本文设计合成了八种高度共轭的羧酸配体,结合高价态金属Zr构筑了系列Zr-MOFs。具体研究内容如下：（1）成功的设计合成了三个二齿羧酸配体分别为4,4'-（（1E,1'E）-1,4-亚苯基双（乙烯-2,1-二基））二苯甲酸(L1);4,4'-（（1E,1'E）-萘-1,4-双（乙烯-2,1-二基））二苯甲酸(L2)和4,4'-（（1E,1'E）-蒽-9,10-
5、双（乙烯-2,1-二基））二苯甲酸(L3)，利用核磁共振氢谱和X-射线单晶衍射分析确定了结构。用配体L3分别和金属盐ZlCl4和HfCl4溶剂热反应合成了两个微孔Zr基和Hf基金属有机骨架MOF-1和MOF-2，并利用X-射线单晶衍射分析、粉末衍射分析、热重分析、扫描电镜、77K的N2吸附、298K的CO2吸附、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱等表征其结构。X-射线单晶衍射分析显示MOF-1和MOF-2为同构的高度对称性的立方晶系，空间群为Fd-3m，具有fcu-c的网络2拓扑结构。MOF-1表现出优异的热稳定
6、性、化学稳定性、1470m/g的3比表面积和43cm/g的CO2吸附量。此外，MOF-1还展现出明显的溶致变色行为，可以在不同溶剂中显示出肉眼可见的颜色变化。溶致I广东药科大学硕士研究生学位论文变色的特殊性质使得MOF-1成为一种快速检测溶剂分子的化学传感器。（2）成功设计合成了一个四齿羧酸配体1,2,4,5-四（[1E）-2'-（4''-苯甲酸）乙烯基）]苯(L4)；三齿羧酸配体4,4',4''-（（1E,1'E,1''E）-苯-1,3,5-三（乙烯-2,1-二基））三苯甲酸(L5)；4,4'，4''-（
7、（1E，1'E，1''E）-三苯基苯-1,3,5-三（乙烯-2,1-二基））三苯甲酸(L6)；一个六齿羧酸配体4,4',4'',4''',4'''',4'''''-（（1E，1'E，1''E，1'''E,1''''E,1'''''E）-苯-1,2,3,4,5,6-六氢己基（乙烯-2,1-二基））六苯甲酸(L7)和一个偶氮三齿羧酸配体4,4',4''-（（1E,1'E，1''E）-（（（苯-1,3,5-三羰基）三（氮烷二基））三（苯-4,1-二基））三（二苯-2,1-二基））三苯甲酸(L8)，并用核磁共振氢谱
8、和碳谱确定了配体的结构。利用配体L4和金属盐ZlCl4溶剂热反应构筑了一个高度多孔的Zr基金属有机框架结构，并用X-射线单晶衍射分析、粉末衍射分析、热重分析、扫描电镜、77K的N2吸附、298K的CO2吸附、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱等表征其结构。X-射线单晶衍射分析显示MOF-4结晶为高度对称性的立方晶系，空间群为Pm-3m，具有ftw-a的网络拓扑结构。此外MOF-4表23现出优异的热稳定性，具有1050m
