基于四（4-吡啶）螺二芴镉的配位聚合物的合成与表征

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摘要：我们以2，2′，7，7′-四溴螺二芴与4-吡啶硼酸经Suzuki偶联合成四（4-吡啶）螺二芴。从四（4-吡啶）螺二芴、硝酸镉出发，分别与对苯二乙酸、间苯二乙酸反应，得到两个金属–有机骨架化合物(1, 2)。它们都含有四（4-吡啶）螺二芴与镉形成的平行四边形，它们沿b轴形成一维链。不同的是，在1中，镉离子与对苯二乙酸中的羧酸根、来自DMF分解的甲酸根配位；在2中，镉离子与两个间苯二乙酸配位。并且在2中，间苯二乙酸根部分无序。根据Platon计算，1的孔洞占有率为26.2%，而2的孔洞占有率很小，为2.9%。对于样品，我们尝试了XRD、TGA，PL等表征，样品的结构由同步辐射测定。关于它们的气体吸附研究还有待进一步研究。65892

毕业论文关键词：螺二芴、金属–有机骨架化合物、光致荧光

Abstract: 2,2',7,7'-tetra(pyridin-4-yl)-9,9'-spirobi[fluorene] (4-Py-Spiro) was prepared from 2,2',7,7'-tetrabromo-9,9'-spirobi[fluorene] and pyridin-4-ylboronic acid via Suzuki coupling. 1,4-Phenylenediacetic acid (1,4-PDAA) and 1,3-phenylenediacetic acid(1,3-PDAA) resulted in two MOFs, starting from 4-Py-Spiro and cadmium nitrate. Parallelogram composed of 4-Py-Spiro and cadmium cation was observed in both of them. One dimensional (1D) chain was formed along b axis. In MOFs 1, cadmium cation coordinated with two pyridines, one phenylacetate and one formate which is decomposed from DMF. However, in MOFs 2, cadmium cation coordinated with two pyridines, two phenylacetates. Furthermore, 1,3-phenylenediacetate moiety in MOFs 2 was disordered. As measured by Platon, vacant space is 26.2% in MOFs 1. But the value of MOFs 2 is 2.9%, which is much less than that of MOFs 1. The two samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Thermal gravimetric analysis (TGA) and photoluminescent (PL) analysis. Their structure were confirmed by synchrotron radiation. Their property on gas adsorption is on the way.

Keywords: Spirobi[fluorene] ,Metal–Organic Frameworks, Photoluminescent

1.前言 4

2.实验部分 5

2.1配体的合成 5

2.2晶体1的合成 5

2.3晶体2的合成 6

3.结果与讨论 7

4.结论 14

参考文献 15

致谢 16

附录 17

1 前言

金属–有机骨架化合物（Metal–Organic Frameworks，简称MOFs）是利用有机配体与金属离子间的络合作用而形成的超分子网络结构，是一类重要的新型多孔材料[1]。自Yaghi提出MOFs的网络结构设计概念[2a]及在储氢上的潜在应用之后[2b]，MOFs的合成及应用被引起了广泛关注，成为近年来化学、材料等学科研究最为活跃的领域之一。其应用领域集中在气体储存、气体纯化、荧光材料、发光材料、催化、药物控释等，其中有些应用已引起企业界的重视（图1）[3]。

MOFs的应用领域

图1 MOFs的应用领域

气体吸附与分离的意义：

MOFs较大的比表面积使其有利于气体吸附，气体分子主要通过与骨架原子之间的色散力和排斥力等相互作用，以物理吸附的形式吸附在MOFs材料的表面上[4]。随着化石能源的日渐减少及由于二氧化碳排放造成气候变化的关注，氢气、甲烷的存储成为有效利用新型能源的关键技术之一。并且对于二氧化碳的吸附与分离也在为现在研究的热点之一。