导 师: 黄晓春
授予学位: 硕士
作 者: ;
机构地区: 汕头大学
摘 要: 金属有机框架(MOFs)材料由于具有高的孔隙率、可修饰和可调控的孔道受到人们的广泛研究,在气体吸附分离、光学、催化、磁性等方面具有潜在的应用前景。而柔性MOFs作为第三代MOFs,由于在吸附等许多方面表现出与刚性MOFs不一样的行为,一直是人们研究的热点。 本文利用一种钝角型的双吡唑配体与Zn(Ⅱ)盐反应得到了一例柔性MOF,并对其进行了动态刺激响应行为和形状记忆效应的研究。 首先,我们设计合成了钝角型双吡唑配体,通过溶剂热法和加热分别得到了大、中和小框架,分别命名为1-large-DMA、1-middle-DMF和1-small-H2O。相比于小框架1-small-H2O,其大框架1-large-DMA单位晶胞体积增加了110%,轴向长度增加了132%。此外,主要研究了大和中框架的动态刺激响应行为。大框架1-large-DMA在加热脱去客体过程中,框架会发生变化,最终变为小框架;而在放在潮湿的空气中会也会缓慢失去或交换客体,变为中框架。通过测量中框架1-middle-DMF在空气中的PXRD发现框架会发生缓慢的逐步的收缩,即发生连续的呼吸效应;此外通过单晶的测试,捕捉到了八个连续变化的单晶结构。 接着,探究了无客体小框架1-small-act在高压二氧化碳中的吸附行为,通过多轮的高压二氧化碳吸附以及测量框架在不同吸附状态的粉末衍射表明了该框架发生了形状记忆,在浸泡甲醇后真空加热我们又能将形状记忆后的大框架变回为小框架。通过研究大中小框架的主客体作用以及对比实验,猜想了其形成记忆效应的原因:含有氢质子的极性客体能与框架间形成主体-客体-主体氢键作用形成中间态进而最终形成稳定的小框架,二氧化碳由于不含有氢原子难以形成类似的作用力而不能形成中间态,最终保持着无客体的大框架。此外我们还对材料进行了二氧化碳和氮气的分