探究磺酸取代的芳香羧酸类微孔配位聚合物的研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20071150硕士学位论文类别：全日制硕士研究生题目：磺酸取代的芳香羧酸类微孔配位聚合物的研究英文题目：StudyonMicroporousCoordinationPolymersofArenesulfonateLigands研究生：王俦学科名称：化学工艺指导教师：吴瑞凤副教授二○一○年六月摘要多功能配体与金属离子自组装可以形成各种结构新颖的配位聚合物，配合物在导电、分离、吸附和催化等方面都具有广泛的应用价值，因而成为人们研究的热点。到目前为止，发现的大部分

2、功能型配位聚合物都是通过使用含氮配体、羧酸配体、膦酸配体与金属作用来合成的，以磺酸为配体的配位聚合物的研究相对较少。因此本课题选取用结构对称的1,4-萘二酸（1,4-NDC）为原料，通过在芳环上引入磺酸基，合成含磺酸基的芳香羧酸类化合物。以磺酸基取代的芳香羧酸为配体，制备系列过渡金属配合物，并对其结构、热分解过程、孔径分布进行表征。主要研究内容和成果如下：1、以1,4-NDC为原料，通过磺化反应合成磺酸基取代的萘二酸化合物，并对其合成条件进行了讨论。采用熔点、红外、热分析及核磁等手段表征了目标化合物。

3、2、以磺酸基取代的萘二酸（SNDC）为配体，采用溶液法、扩散法、水（溶剂）-1-1热法总共合成出了18种配合物。系统研究了配合物在4000cm-400cm范围内的FT-IR光谱，通过对羧基的对称、反对称伸缩振动的分析，指出了配合物中羧基可能的配位方式。另外，对实验得到的硝酸吡啶盐的单晶进行了结构表征。3、对Pb(SNDC)、Co(SNDC)两种配合物的DSC和TG-DTG热分解结果进行了分析，并依据38种常用的机理函数，研究了这两种配合物的热分解机理，用Kissinger法、Ozawa法、积分法和微分

4、法对配合物热分解过程进行了非等温反应动力学计算。确定了该两种配合物的模型函数，根据热力学基本参数计算出了热分解反应过程的表观活化能和指前因子。4、利用77K下N2吸附等温线表征部分配位聚合物的孔结构。研究发现，77K温度下，相对压力在0~1时，吸附等温线属于Ⅱ型吸附，且吸脱附过程是可逆的。通过对以上配合物的设计及合成，得到了一系列结构新颖的微孔配合物，并对其结构与性能进行了分析，为研究开发其在功能材料的应用领域提供了重要信息。另外，合成方法和合成条件对配合物结构影响的研究为今后开发新种类的功能配合物提

5、供了思路。关键词：金属-有机配位聚合物；磺酸基取代芳香羧酸；微孔结构；非等温动力学AbstractMetal-organiccoordinationpolymerswhichareconstructedbythemultifunctionalligandsandmetalionshaveattractedmuchattentionfortheirpotentialuseinconductivity,separation,adsorptionandcatalyst.Amongthesemetal-org

6、aniccoordinationpolymers,manyaresynthesizedbytheN-containingligands,carboxylatesandphosphateligands.Comparedwiththiskindsofligands,synthesizingpolymerswitharomaticcarboxylateligandswhichaddingsulfo-grouphasbeenrelativelylessstudied.Inthispaper,1,4-Napht

7、halicAcidasmainrawmaterialwassynthesizedintoligandcontainingsulfonylgroupbydirectlysulfonated.Complexesofarenesulfonteligandshavebeenobtainedandstructural、thermalstabilityandporediameterdistributionwerecharacterizedbyIR、DSC、TGandgasadsorption.Themaincon

8、tentsandresultsaresummarizedasfollows:1、1,4-NaphthalicAcidcontainingsulfonylgroupwassynthesizedbysulfonation,andtheconditionsofitssynthesiswerediscussed.Productswerecharacterizedthroughmeltingpointdetector,IR,TG-DTG-DSCandH-NMR.2