金属-有机配位聚合物的合成、表征与催化醇氧化性能研究

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1、天津大学硕士学位论文金属-有机配位聚合物的合成、表征与催化醇氧化性能研究姓名：梁爽申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：韩金玉20070501摘要金属一有机配位聚合物是一类由金属中心离子与有机配体自组装而成的具有广阔应用前景的新型固体材料。本文通过水热法和扩散法合成了四种具有新型结构的金属一有机配位聚合物，并通过红外光谱、X射线单晶衍射和热重分析等分析方法，对其的结构和热稳定性进行了表征。利用丁二酸和含氮杂环配体咪唑合成了两种金属一有机配位聚合物：配合物(1)【Cu(succinate)(imida

2、zole)2]”配合物(2)[Nd2(succinate)3(H20)2]。。羧酸类与含氮杂环类化合物作为混合配体，形成的复杂结构的配合物，克服了单独使用含氮杂环中性配体时骨架不稳定的缺点。配合物(2)qh心为高配位数的金属钕，碳链空间取向多变。利用芳香羧酸均苯三甲酸(H3BTC)合成了两种金属一有机配位聚合物：配合物(3){[C03(BTC)2(H20)12]·0．25H20}n，配合物(4)[Ni2Zn(BTC)2(H20)12】。。两种配合物具有相近的空间结构，其中后者是新颖的异核金属中心配位聚合

3、物。以醇氧化反应研究了四种MOFs的催化性能。以苯甲醇氧化反应作为模型反应考察了溶剂、反应温度、反应时间对四种金属．有机配位聚合物催化性能的影响，并比较金属一有机配位聚合物对苯甲醇、Q．苯乙醇的催化效果。实验结果表明四种金属一有机配位聚合物都具有一定程度的催化活性，但效果差异较大。对于催化性能较好的配合物(1)，确定了适宜反应条件为：常温下乙腈作为溶剂，底物：氧化剂：催化剂=100：250：3(摩尔比)，反应时间2小时达到较好效果。在上述条件下，配合物(1)催化苯甲醇氧化的转化率为42．67％，催化Q一

4、苯乙醇氧化的转化率为58．10％。关键词：金属一有机配位聚合物晶体结构醇催化氧化ABSTRACTMetal．organic丘ameworks，alsoknownascoordinationpolymers，areatypeofself-assemblyformedbyorganicligandsandmetalions．neyareanewtypeofsolidmaterial，whichhaveanextensiveapplicationprospect．Inthisthesis，fourkindso

5、fmetal-organicframeworkswithnovelstructureswerehydrothermallysynthesized．Thestructuresandthermalstabilizationsofthecoordinationpolymerswerecharacterizedbymanykindsofanalysismethods，suchasinfraredspectra，X-raysinglecrystaldiffractionandthermalgravityanaly

6、sis．Twokindsofcoordinationpolymerswerepreparedbyligandsincludingsuccinicacidandimidazole：coordinationpolymer(1)[Cu(succinate)(imidazole)2]n，coordinationpolymer(2)[Nd2(succinate)3(H20)2]n．CarboxylicacidandligandswithNatomswereusedtogethertosynthesizecompl

7、icatedstructures，whichconqueredtheshortcomingofunstabilityofthecoordinationpolymerscasuedbytheligandswithNatoms．Themetalionincoordinationpolymer(2)Wasneodymium,whichcausethediverseextcndingdirectionoftheflexiblechain．Twokindsofcoordinationpolymerswerepre

8、paredbyaromaticcarboxylicacidligands—BTC：coordinationpolymer(3){[C03(BTC)2(H20)12]。0．25H20}n，coordinationpolymer(4)[Ni2Zn(BTC)2(H20)12]n．Thesetwocoordinationpolymershavenearlythesamestructure，butpolymer(4)isanovelheteromet