金属有机配位聚合物的制备及电性能研究

合集下载

金属有机膦酸配位聚合物的合成及性质

金属有机膦酸配位聚合物的合成及性质

金属有机膦酸配位聚合物的合成、表征及晶体结构研究中文摘要金属有机膦酸配位聚合物因其结构上的多样性以及在离子交换、嵌入材料、吸附材料、质子导电材料和催化材料等领域具有潜在的应用前景,己引起人们的广泛关注。

本文主要介绍了利用低温水热合成技术,以具有手性结构特征的功能性有机膦酸RP03H2为构筑单元(R为手性或非手性功能性有机基团,结构中含有一oH,一NH2或一cOOH等功能性基团中的一种或几种),通过直接反应法或引入模板剂法成功地合成的未见文献报道的新型金属有机膦酸配位聚合物的晶体材料,并利用x一射线单晶衍射、IR光谱和TG、DTA 分析对所合成材料的晶体结构及骨架热稳定性进行的研究。

关键饲金属有机膦酸,配位聚合物,水热合成,杂化材料,晶体结构前言材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础,材料的发展水平直接反映了社会的生产力水平。

新型材料的发展和创新对经济、科技、国防以及综合国力的增强都具有特殊重要的作用,其研究、开发和利用能力也是一个国家科技进步和经济发展的重要标志之一。

随着科学技术的发展,人们对材料提出了越来越多、新的要求。

能够在设计的基础上有目的的合成指定性能的材料一直是材料科学家们的不懈追求。

金属有机膦酸配位聚合物由于其在结构上与相应的无机磷酸盐相似,具有孔道及较大的比表面积,它们可以作为分子吸附剂,从而可以对进入孔道的客体分子进行识别或者为客体分子提供反应环境,已引起了人们的极大兴趣。

1.金属有机膦酸配位聚合物简介金属有机膦酸配位聚合物作为一类新型的有机一无机杂化材料,由于其结构上的多样性以及它们在离子交换材料、嵌入材料、吸附材料、质子导电材料和催化材料等材料科学领域中具有潜在的应用前景,已引起世界各国科学家的广泛关注。

金属有机膦酸配位聚合物由于其在结构上与相应的无机磷酸盐相似,具有规则孔道结构及较大的比表面积,它们可以作为分子吸附剂,从而可以对进入孔道的客体分子进行识别或者为客体分子提供反应环境。

金属配位聚合物的制备及其催化性能研究

金属配位聚合物的制备及其催化性能研究

金属配位聚合物的制备及其催化性能研究金属配位聚合物是由金属离子和有机配体通过配位作用所形成的化合物。

近年来,随着催化剂的应用不断发展,金属配位聚合物也逐渐成为了化工领域的研究热点。

通过对不同金属离子和配体的选择及其配位方式的控制,可以制备出不同结构和性质的金属配位聚合物,以及应用于不同领域的催化剂。

本文将从金属配位聚合物的制备方法、结构特征及催化性能等方面进行探讨。

一、金属配位聚合物的制备方法1. 溶剂热法溶剂热法是制备金属配位聚合物的一种常用方法。

该方法以有机配体为溶剂,在高温高压下将金属离子与有机配体进行配位反应,从而制得金属配位聚合物。

以铜离子和苯胺配体为例,具体制备方法如下:将铜盐和苯胺按一定比例混合,在甲醇溶液中加热,经过一定的时间和温度后,产生沉淀,即得到铜-苯胺配合物。

其化学反应式可表示为:CuCl2·2H2O + C6H5NH2 → [Cu(C6H5NH2)2]Cl2。

2. 水热法水热法是利用高温高压反应体系,在水热条件下进行的一种制备金属配位聚合物的常用方法。

该方法可通过调节反应条件,控制金属离子和有机配体之间的配位方式,从而得到不同形态和性质的金属配位聚合物。

以铁离子和苯甲酸配体为例,具体制备方法如下:将铁盐和苯甲酸按一定比例混合,在水热条件下加热反应,待完全反应后,冷却至室温后得到红色晶体,即铁-苯甲酸配合物。

其化学反应式可表示为:FeCl3·6H2O + C6H5CH2COOH →[Fe(C6H5CH2COO)3]。

3. 共沉淀法共沉淀法是一种简单易行的制备金属配位聚合物的方法。

该方法通常将金属盐和有机配体一同加入反应体系中,通过共沉淀的方式,使金属离子与有机配体之间形成配位键,从而得到金属配位聚合物。

以锌离子和4-氨基苯磺酸为例,具体制备方法如下:将锌盐和4-氨基苯磺酸按一定比例混合,在水溶液中反应,在一定的温度下进行搅拌和过滤,最终得到白色固体,即锌-4-氨基苯磺酸配合物。

金属有机多孔配位聚合物的研究进展

金属有机多孔配位聚合物的研究进展

金属有机多孔配位聚合物的研究进展多孔材料在物质分离、气体储存和异相催化等领域有着广泛的应用。

传统的无机多孔材料包括硅藻土和沸石等天然多孔材料和名目繁多的(如,活性炭、活性氧化铝、蛭石、微孔玻璃、多孔陶瓷等)人工多孔材料。

天然无机多孔材料的结构类型有限,人造无机多孔材料虽然可克服这一缺点(通过改变制备工艺,人们可以制备从微孔、中孔到大孔等各类多孔材料),但是人造多孔材料的缺点是无法获得均匀孔结构。

近年来"无机!有机杂化配合物作为一种新型的多孔材料引起了人们的广泛关注。

人们将这种配合物定义为金属有机类分子筛"其孔洞处在纳米的数量级" 又称纳米微孔配位聚合物,这类材料的功能可以通过无机物种或有机桥联分子进行调节,过渡金属可以将其还原转化为沸石性主体,从而产生一些有趣的具有磁性和光谱特性的孔洞,而有机物质可以调节孔道尺寸、改变孔的内表面,还具有化学反应性或手性,可以弥补传统分子筛的许多不,在异相催化、手性拆分、气体存储、离子交换、主客体化学、荧光传感器以及光电磁多功能材料等领域显示出良好的应用前景。

和无机多孔材料相比,这类分子材料具有(1)结构多样性:MOFs是由金属离子(node)和有机配体(linker或spacer)通过配位键形成的配位聚合物,有机配体分子的多样性和金属离子配位几何的多样性导致了它们构成的配位聚合物结构的多样性(2)分子设计和分子剪裁的可行性:调节有机配体的几何性质和选择不同配位几何的金属离子可调控配位聚合物孔的结构(3)制备条件温和:在常压或几十个大气压,200度左右或更低的温度下反应等优点,因而对MOFs 的研究备受化学和材料科学工作者的关注。

由于配位聚合物的形成可以看作具有各自配位特征的配体和金属离子之间的合理识别与组装,因此,配体的几何构型和配位性能及金属离子的配位趋向和配位能力对配位聚合物的结构起着决定作用。

此外,阴离子、溶剂、反应物配比、溶液的pH、合成方法(水热或溶剂热,溶液法、扩散法、溶胶法)、反应温度等也对配位聚合物的结构有重要的影响。

金属配位聚合物的合成与性能研究

金属配位聚合物的合成与性能研究

金属配位聚合物的合成与性能研究金属配位聚合物是一种具有特殊结构和性能的新型材料,其合成方法和性能研究一直备受学术界的关注。

本文将介绍金属配位聚合物的合成方法、性能研究以及其在材料科学中的应用。

一、金属配位聚合物的合成方法金属配位聚合物的合成方法多样,可以通过配位反应合成,也可通过溶剂热法、溶胶-凝胶法等合成。

1. 配位反应合成配位反应合成是一种常用的金属配位聚合物合成方法。

首先选择金属离子和配体,通过它们之间的配位作用形成聚合物结构。

常用的配体包括有机酸、有机碱等。

通过调节配体的配位特性和金属离子的电子结构,可以合成出具有不同结构和性能的金属配位聚合物。

2. 溶剂热法溶剂热法是一种简便有效的金属配位聚合物合成方法。

通过将金属盐和有机配体溶解在合适的溶剂中,在高温条件下,经过反应和结晶过程,得到金属配位聚合物。

溶剂热法具有操作简便、反应快速等优点。

3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种通过控制溶胶和凝胶形成过程来合成金属配位聚合物的方法。

通常可以选择适当的溶胶,在其中溶解金属盐和有机配体,通过加热、干燥等处理,使其形成凝胶,再经过适当的后处理方法,得到金属配位聚合物。

二、金属配位聚合物的性能研究金属配位聚合物具有丰富的结构和性能,其性能研究对于深入理解其特性和应用具有重要意义。

1. 结构表征金属配位聚合物的性能研究的重要一环是其结构表征。

通过使用X射线衍射、红外光谱、核磁共振等技术手段,可以确定金属配位聚合物的晶体结构、配位结构和配位键等信息。

2. 物理性能研究金属配位聚合物的物理性能研究主要包括热学性质、光学性质、导电性等。

通过热重分析、差示扫描量热法、紫外可见光谱、电导率测试等手段,可以评估金属配位聚合物在热学、光学和电学方面的性能。

3. 应用性能研究金属配位聚合物在催化、吸附等领域具有广泛的应用前景。

对于金属配位聚合物的应用性能研究,可以通过评估其在吸附分离、催化反应中的效果,来探究其应用潜力和机理。

金属有机配位聚合物的制备及其性能的测试

金属有机配位聚合物的制备及其性能的测试

南京航空航天大学硕士学位论文摘要金属-有机配位聚合物是由金属中心离子与有机配体自组装而形成的。

金属-有机配位聚合物新颖的多样结构导致其许多特殊的性能。

由于含硫芳基多齿配体本身结构的多样性,在与金属离子配位时,可以组装出结构新颖和功能独特的配合物。

它们表现出不同寻常的光、电、磁等性质,在非线性光学,磁性和催化材料等方面具有潜在的应用前景。

本课题为含硫金属-有机配位聚合物的合成和性能表征。

文中对到目前为止的金属-有机配位聚合物的研究成果进行了系统的总结。

本论文分别以对苯二胺和对苯二酚为有机小分子,与二硫化碳在碱性条件下反应,在反复实验的基础上,找到了合适的反应条件,冷凝回流合成出了以硫为配位原子的有机配体。

用均相法和溶剂热合成法,将生成的配体与过渡金属在含有表面活性剂的条件下混合发生配位反应,制备了相应的含硫过渡金属配位聚合物,考察各反应因素对配位聚合物形貌的影响。

最后,通过FTIR,EDS,SEM,TEM,紫外-可见等分析手段对配体和配合物进行表征,发现所合成的镉(Ⅱ)配位聚合物具有半导体的性质。

关键词:金属-有机配位聚合物,溶剂热合成,二硫化碳,配体,表征iABSTRACTMetal-organic coordination polymers are a type of self-assembly formed by organic ligands and metal ions. Diversified structures of the coordination polymers result in unusual properties of the novel materials. Duo to the structure multiformity of multidentate organic ligand with the sulfur and aryl, they can assemble out complexes of novel structures and unique fuctions if coordinated with metal ions. They have shown distinctive optical, electrical, and magnetic properties, thus they have a potential applied prospect in nonlinear optics, magnetic and catalytic materials.The subject is to synthesize and analyze the property of sulfur metal-organic coordination polymers. In this dissertation, we do the summary of the development and achievements of metal-organic coordination polymers. In this paper, we use p-phenylenediamine or p-dihydroxybenzene as small organic molecules to react with carbon bisulfide in alkaline condition. We find out the appropriate reaction condition on the basis of repeated experiments, and synthesize organic ligand with the sulfur as coordination atom in the condition of refluxing. Then we use the acquired ligands to react with transition metal ions under surfactant by solvothermal and homogeneous techniques and get the corresponding transition metal complexes with the sulfur atom. We have explored the influences of all kinds of synthesis factors for their morphologies. Finally, through analytical methods such as FTIR, EDS, SEM, TEM, UV-vis, we characterize the ligands and complexes, and suggest that the Cd(Ⅱ) complex is a semi-conductor.Keywords: metal-organic coordination polymers, solvothermal synthesis, carbon bisulfide, ligand, characterizeii图表清单图清单图1.1 金属-有机配位聚合物的金属中心 (5)图1.2 组装金属-有机配位聚合物使用的多齿配体 (6)图3.1 配体合成实验装置图 (19)图4.1 实验Pt-02-04配体L的红外谱图 (34)图4.2 实验Pt′-03-04配体L′的红外谱图 (35)图4.3 实验Pt-02-04配体L的能谱分析图 (35)图4.4 实验Pt′-03-04配体L′的能谱分析图 (36)图4.5 均相法合成的Cd(Ⅱ)配位聚合物TEM图(PEG-400, 5%) (37)图4.6 均相法合成的Cd(Ⅱ)配位聚合物TEM图(PEG-400, 2%) (38)图4.7 特殊形貌的Ni(Ⅱ)配位聚合物的SEM图 (39)图4.8 特殊形貌的Co(Ⅱ)配位聚合物的SEM图 (40)图4.9 特殊形貌的Cd(Ⅱ)配位聚合物的SEM图 (40)图4.10 特殊形貌的Cu(Ⅰ)配位聚合物的SEM图 (41)图 4.11 不同温度下所得Cd(Ⅱ)配位聚合物的SEM图 (a)120℃ (b) 150℃ (43)图 4.12不同降温速率下所得Cu(Ⅰ)配位聚合物的SEM图 (a)5℃/h (b)2℃/h (44)图4.13 添加不同的表面活性剂所得产物的SEM图 (45)图4.14添加不同量的表面活性剂所得产物的SEM图 (46)图4.15 Cd(Ⅱ)配位聚合物液态紫外可见图 (47)图4.16 Cd(Ⅱ)配位聚合物的能谱分析图 (48)Ⅱ配位聚合物(A)固态紫外-可见图;(B)吸收系数与光子能图4.17 Cd()量的关系图 (49)表清单表1.1 几个对应金属-有机配位聚合物的基本概念 (4)vi南京航空航天大学硕士学位论文表3.1 实验所用药品 (17)表3.2 合成配体主要药品物性 (18)表3.3 仪器及设备 (19)表3.4 以对苯二胺为有机小分子R合成配体 (20)表3.5 以对苯二酚为有机小分子R′合成配体 (21)表3.6 均相法合成配位聚合物的实验结果 (23)表3.7 溶剂热合成配位聚合物的实验结果 (24)vii承诺书本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的成果。

过渡金属(铜、钴)—有机纳米聚合物的可控制备及催化和传感性质研究

过渡金属(铜、钴)—有机纳米聚合物的可控制备及催化和传感性质研究

过渡金属(铜、钴)—有机纳米聚合物的可控制备及催化和传感性质研究由金属离子或金属离子簇与多齿有机配体,通过配位键驱动力自组装的金属-有机配位聚合物(Metal-organic coordination polymers,MOCPs),由于其重要分支—金属有机框架物(Metal-organic frameworks,MOFs)的巨大发展,赋予了MOCPs在气体吸附与储存、催化、质子导电、传感及识别等多技术领域不可替代的应用潜力。

这一方面受益于构筑MOCPs金属物种和有机前驱体的多样化,另外与其拓扑结构丰富、比表面积高、结构可设计性强、孔道易调控、易功能化等特性直接相关。

本文致力于过渡金属(铜、钴)—有机纳米配位聚合物的可控制备及催化还原、电化学传感和电催化水分解性质的研究。

主要内容如下:以溶胶-凝胶工艺,室温方便快速的制备了一种微孔-介孔-大孔多级孔共存的金属有机纳米晶Cu L(L=2,4,6-三(3,5-二羧基苯氨基)-1,3,5-三嗪);采用N2吸附、压汞法以及红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)等技术手段,对该多级孔纳米材料的结构和性能进行了表征和测试;研究了多工艺因子对该材料形貌的影响规律;既未活化也未负载纳米贵金属的该多级孔材料,水溶液中表现出高效催化还原4-硝基苯酚、甲基橙、溴酚蓝、溴甲酚绿的活性。

合成了一种空间群为P1的新型手性无客体金属有机框架物(Cu<sub>4</sub>L<sub>4</sub>)n[(H<sub>2</sub>L=N-(2-羟基苯基)-L-亮氨酸],开发了(Cu<sub>4</sub>L<sub>4</sub>)n纳米晶室温快速合成法。

采用X-单晶衍射、圆二色谱、FTIR、SEM和XRD等技术手段对该MOF的结构、手性、形貌和晶相进行了表征和分析。

咪唑积聚在金属配位聚合物孔中的导电性研究

咪唑积聚在金属配位聚合物孔中的导电性研究
te mal y t e i .a d p o o o d c ie c riri d z l a mp a d i t sn n c a n l.T e sr c u e a d p o e - h r l s n h ss n r tn c n u t a re y v mi a oe w si o e n o i a o h n e s h t t r n rp r t u
明我们合成 了一种新 的在 高温无水 状态 下具 有高 的质 子 电导率 的复合 材料 , 复合材 料在 常温 ( 1 下的 电导率 为 1 3 0 该 2 o C) .9X1
Sm一, c 同时具有较低 的质子导 电活化能 ( .6e 。 0 5 V)
关键 词 : 多孔金属配位聚合物 ; 咪唑; I 5 ( 1 ; ML一 3 A)质子电导率
( G) rt od c v yo y r i dma r l w s aue ya ea c p c ocp .T ersl h w dh — T .Po ncn ut i f bi z t i s a srdb ei d n ese t soy h eut so e y o it h d e e a me mp r s bii dma r lw sanwt eo rtncnut , atual f i r z t i s a e p f o odc r prcቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ y 0 hg e prtr n nyru odtn , i de ea y p o o i r r h—tm ea eadahdos nios wt u c i h
t e a t ain e e g f0 5 V a d p oo o d cii fi r a h d 1 3 ×1 S m a l℃ . h ci t n r y o . 6 e n r tn c n u t t o t e c e . 9 v o vy 0 c t 2

实验十三 金属配位聚合物的水热合成、结构及性质研究(~30学时)

实验十三 金属配位聚合物的水热合成、结构及性质研究(~30学时)

实验十三金属配位聚合物的水热合成、结构及性质研究(~30学时)一、实验目的及要求1.利用水热法合成金属配合物,并得到其单晶体。

2.掌握对金属配合物进行表征的一般方法。

3.利用荧光光谱仪研究铕配合物的光致发光性质。

4.学会利用Xp程序对晶体的结构特点进行分析与描述。

5.利用配位滴定法测定样品中金属离子的含量。

6.掌握化学论文的撰写格式及各部分的要点,以一篇论文的形式提交实验结果。

二、实验原理化学是一门能够创造新物质及分子聚集体的科学,探索新的合成方法与合成结构新颖、具有分子美学或实际用途的新型分子等方面的研究,一直是化学研究最重要的部分。

水热合成是一类处于常规溶液合成技术和固相合成技术之间的温度区域的反应,通常在120~260 C的自生压力下进行。

在该实验条件下,溶剂的粘性减小,从而增强了溶质的扩散过程,有利于生长极少缺陷、取向好、完美的晶体。

通过调节水热和溶剂热的反应温度(压力随之改变)、体系的pH、反应时间及物料比例,可以使非常难溶的化合物结晶出来,获得一般方法得不到的新颖配合物。

而物质的结构决定物质的物理化学性质和性能,物理化学性质和性能是物质结构的反映。

只有充分了解物质的结构,才能深入认识和理解物质的性能,才能更好地改进化合物和材料的性质与功能,设计出性能优良的新化合物和新材料。

因此,X-射线单晶结构分析变得愈为重要。

而利用Xp程序对单晶结构数据进行分析处理,对于科研工作者已经变得较为普遍了。

下表中列出常用的Xp指令及其含义。

37铕离子配合物的一个很重要的性质就是光致发光。

铕(III)离子的电子构型为[Xe]4f6, 电子受激后,配位体产生瞬时偶极,使稀土离子以配位体的振动产生光子-声子偶合作用,使f态中混入了d态,使宇称禁阻选律部分被解除,使f-f跃迁成为可能。

由于4f轨道受其外围5s25p6电子的有效屏蔽,受周围环境及配位体的影响非常小,所以f-f跃迁产生的是线状光谱。

但f-f跃迁的吸收强度很低。

配位聚合物的构建及其性质研究

配位聚合物的构建及其性质研究

配位聚合物的构建及其性质研究一、前言配位聚合物作为一种新型的有机-无机杂化材料,具有着无数的应用前景。

随着有机合成方法和无机化学的进步,越来越多的配位聚合物被制备出来并使用在不同的领域中。

本文将会着重阐述配位聚合物的构建以及其性质研究。

二、配位聚合物的构建配位聚合物的构建可以根据用于构建的化合物不同而分为两类,即单个大分子形成的配位聚合物和寡聚物/低分子形式的配位聚合物。

1.单个大分子形成的配位聚合物单个大分子形成的配位聚合物通常使用刚性的双齿联位配体和过渡金属离子组合而成。

该配位聚合物具有高度的形状稳定性和热稳定性,并在催化、荧光探针等方面具有重要应用。

取不同类别的双齿联位配体,如Biim、Triim等,与过渡金属离子Zn2+、Cu2+、Ni2+等相配合即可构建出单个大分子形式的配位聚合物。

实验条件中一般采用无水条件,以配体和过渡金属离子在无水环境下形成配合物,然后形成单个大分子配位聚合物。

2.寡聚物/低分子形式的配位聚合物寡聚物/低分子形式的配位聚合物包括有机方硝基化合物、荧光分子、硝基苯酚等配体与铜离子、锌离子等过渡金属离子所组成的配位聚合物。

该种配位聚合物在材料学、生化学以及荧光分析等领域中被广泛应用。

该种配位聚合物的合成方法一般采用直接混合法。

利用有机方硝基化合物等化合物作为配体,与过渡金属离子进行直接混合,即可得到寡聚物/低分子形式的配位聚合物。

三、配位聚合物的性质研究1.光电性质配位聚合物具有良好的光电性质,一般使用紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱等波谱技术进行研究。

在UV-Vis吸收光谱中,常使用透射率和吸收度表示配位聚合物的吸光强度和吸收频率。

在荧光光谱方面,配位聚合物的荧光发射强度、光谱变化等也受到研究者的广泛关注。

2.热稳定性配位聚合物具有良好的热稳定性。

研究人员通过热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)等手段研究配位聚合物的热稳定性,表明配位聚合物的热分解温度通常高于300℃。

(2-甲基咪唑)配位聚合物的合成、结构及性质研究

(2-甲基咪唑)配位聚合物的合成、结构及性质研究

(2-甲基咪唑)配位聚合物的合成、结构及性质研究(2-甲基咪唑)配位聚合物的合成、结构及性质研究中⽂摘要咪唑及其衍⽣物常⽤于构筑⾦属有机框架配位化合物,两个2-甲基咪唑通过桥连作⽤可形成独特的拓扑结构和新颖的配位聚合物。

本论⽂⽤2-甲基咪唑柔性配体1,4-⼆(2-甲基咪唑-1-基)丁烷(bib)和过渡⾦属Co(II),Cd(II),Cu(II),Zn(II),Ni(II)以及1,3-⾦刚烷⼆甲酸(H2ada),5-氨基间苯⼆甲酸(H2aip),5-羟基间苯⼆甲酸(H2hip),1,4-萘⼆甲酸(H2ndc),邻苯⼆甲酸(H2bdc),对苯⼆⼄酸(H2bda),戊⼆酸(H2glu)配体,合成了9个配合物:{[Co2(bib)(ada)2]·0.5H2O}n(1),{[Co(bib)(aip)]·H2O}n(2),{[Co(bib)(ndc)]·0.5H2O}n (3),[Cd2(bib)(bdc)2]n (4),[Cd2(bib)(bda)2]n (5),[Cu2(bib)(glu)2]n(6),{[Zn(bib)(ndc)]·0.25H2O}n (7),[Ni(bib)(hip)]n(8)和{[Ni2(bib)(adc)2]·0.5H2O}n(9)。

测定了配合物的晶体结构,配合物1,8和9中配体bib以anti-anti-gauche 的形式参与配位,配合物2,3和4中配体bib以anti-anti-anti 的形式参与配位,配合物5,6和7中配体bib以gauche-anti-gauche的形式参与配位。

其中配合物1和9是⼀维三股链(两重羧酸链和⼀重bib配体链),配合物8有着特别的⼆维(6,3)⽹格结构。

配合物2有着不寻常的(3,4)连接的⼆维⽹格结构。

⽽配合物4是特殊的基于Cd2(COO)2⼆聚体的六连接⾃交叉三维⽹络结构,⽽配合物5是基于Cd2(COO)2⼆聚体的三重穿插pcu⽹格。

高效配位聚合物的合成及应用研究

高效配位聚合物的合成及应用研究

高效配位聚合物的合成及应用研究近年来,高效配位聚合物在材料科学领域引起了广泛的关注。

这种聚合物通过合理设计和合成,能够实现优异的性能和广泛的应用。

本文将从合成方法和应用研究两个方面,探讨高效配位聚合物的最新进展。

一、合成方法高效配位聚合物的合成方法多种多样,其中最常见的是配位交换法和配位自组装法。

配位交换法是一种通过配位基团之间的交换反应来合成聚合物的方法。

这种方法的优点是反应条件温和,适用于大多数配位基团。

同时,配位交换法还可以实现不同配位基团的组合,从而获得具有多种性质的聚合物。

配位自组装法是一种通过配位基团之间的非共价相互作用来合成聚合物的方法。

这种方法的优点是反应条件简单,适用于大规模合成。

配位自组装法还可以实现聚合物的自组装,形成具有特定结构和性能的材料。

二、应用研究高效配位聚合物在多个领域具有广泛的应用。

以下将重点介绍其在催化、传感和能源存储方面的研究进展。

1. 催化应用高效配位聚合物在催化领域发挥着重要的作用。

通过合理设计和合成,可以制备具有高催化活性和选择性的催化剂。

例如,一种含有金属配位基团的聚合物可以作为催化剂用于有机合成反应,实现高效的催化转化。

2. 传感应用高效配位聚合物在传感领域有着广泛的应用前景。

通过引入特定的配位基团,可以实现对特定分子的高灵敏度和高选择性的检测。

例如,一种含有荧光配位基团的聚合物可以作为荧光探针用于生物分子的检测,实现高效的传感。

3. 能源存储应用高效配位聚合物在能源存储领域也具有重要的应用价值。

通过合理设计和合成,可以制备具有高电导率和高稳定性的聚合物。

例如,一种含有导电配位基团的聚合物可以作为电极材料用于超级电容器的制备,实现高效的能量存储。

三、展望高效配位聚合物的合成和应用研究还有许多挑战和机遇。

未来的研究可以从以下几个方面展开:1. 合成方法的改进:目前的合成方法仍然存在一些局限性,需要进一步改进。

例如,可以探索新的合成策略,提高合成效率和产物纯度。

新型手性金属-有机配位聚合物的合成、结构与性质

新型手性金属-有机配位聚合物的合成、结构与性质
开放骨架结构 , 具有单节点三连接 的 T S: h i 型网络拓扑结构. 关键词 金属 一 机配 位聚合物 ; + - 有 D ( )樟脑 酸 ; 手性 ; 荧光性质
O 1 64 文献标识码 A D I 1 .9 9ji n 0 5 பைடு நூலகம்7 02 1 .20 1 O : 0 36 /.s .2 1 9 .0 20 .0 s 0 中 图分 类 号
1 实 验 部 分
1 1 试 剂 与仪 器 .
Z (O) 6 n N 32‘ H O、C ( O ) 6 2 N, 二 甲基 甲酰胺 ( MF 、 o N 32・ H O、 N- D ) 甲醛 ( H2 、乙醇 ( 2 H) C O) cH O 和水合 肼 ( ・ N H H O,8 % ) 为 国药 集 团上 海 化 学试 剂 厂 分 析 纯 试 剂 . ( )樟 脑 酸 ( H 5 均 D一+ 一 C。 O , D H cv) 乙酰丙 酮 ( 购 于美 国 Af ea 公 司 .实验 用水 为蒸 馏水 . - :a 和 l i cH O ) l A sr a
作为交叉连接单元而被广泛研究 . 但是以吡唑, 特别是桥联的双吡唑作为中性配体 的有机配位聚合 物 的报道 还 较 少 ¨ .本 文 利 用 D H cm 和 柔 性 的 桥 联 双 吡 唑 4 4 一 甲基 二 ( , . 甲基 吡 唑 ) — :a , 亚 3 5二 ( dz 作为 混合 配体 ,分别 与过 渡金 属 离子 Z ( I 和 C (1) 位形 成 了 2个 同构 的新 型手 性 三 H mbp) n I) o /配 维金属一 有机配位聚合物[ D cm) H m dz ]( Z 或 c ) 并通过单晶 x射线衍射 、 M( — a ( bp ) M= n o, 粉末 x射 线衍 射 、元 素分 析 、热 重分 析及荧 光 分析 等手 段对 配合 物 的结 构和性 质进 行 了表 征.

Cd(Ⅱ)金属有机配位聚合物的设计合成、结构研究

Cd(Ⅱ)金属有机配位聚合物的设计合成、结构研究

Cd(Ⅱ)金属有机配位聚合物的设计合成、结构研究研究内容:1.前言2.实验部分3.数据分析4.结果与讨论研究方法、手段及步骤:1.利用溶剂热反应合成金属有机配位聚合物2.表征3.性质分析参考文献:[1] 孟庆金,戴安邦. 配位化学的创始与现代化. 高等教育出版社,1998.[2] 金斗满, 朱文祥. 配位化学的研究方法[M]. 北京: 科学出版社, 1996.[3] 游效曾. 配位化合物的结构和性质. 科学出版社第二版,2011.[4] 王小峰. 基于次级结构单元微孔金属-羧酸框架化合物的构筑及性质[D]: [博士学位论文]. 广州:中山大学,2008.[5] Wang X Y, Wang L, Gao S, et al. Solvent-TunedAzido-Bridged Co2+ Layers: Square,Honeycomb, and Kagomé[J]. J. Am. Chem.Soc., 2006, 128 (3): 674–675.[6] Zhu A X, Liu Yan, Zhang W X. Isoreticular 3Dzinc(II) frameworks constructed by unsymmetric 1,2,4-triazolate ligands: Syntheses, structures,and sorption properties[J]. Inorganic Chemistry Communications, 2013, 30:88-91.[7] Zeng Y F, Hu X, Liu F C, et al. Azido-mediatedsystems showing different magnetic behaviors[J].Chem. Soc. Rev., 2009, 38(2): 469-480.Cd(Ⅱ)金属有机配位聚合物的设计合成、结构研究摘要金属-有机配位聚合物是近年来配位化学和晶体工程学研究的焦点,其结构的多样性以及在气体吸附、催化、磁性、手性识别与分离、发光和生物学、非线性光学等方面潜在的应用价值引起了化学界的广泛关注。

Ag配位聚合物的合成、结构与性能表征的开题报告

Ag配位聚合物的合成、结构与性能表征的开题报告

含氮杂环Cu/Ag配位聚合物的合成、结构与性能表征的开题报告一、研究背景与意义含氮杂环化合物在配位化学领域中得到了广泛的应用,如金属有机框架材料、荧光探针、催化剂等。

其中,含氮杂环配体具有良好的配位能力,可以与金属离子形成稳定的配合物,并且具有一定的生物活性。

因此,开发基于含氮杂环的配位聚合物在能源存储、光电材料和生物医学等领域的应用具有重要的研究意义和应用前景。

二、研究目的与内容本课题将采用含氮杂环配体,构筑基于Cu/Ag的多核配位聚合物,并对其进行结构和性能的表征。

具体的研究内容包括:1. 合成含氮杂环配体:本课题将合成含有吡咯或咪唑等多种杂环的有机化合物,作为配位配体,为后续的合成铜/银聚合物提供配体基础。

2. 合成Cu/Ag配位聚合物:以合成的含氮杂环配体为基础,经过适当的反应条件,与Cu/Ag离子形成稳定的多核配位聚合物。

3. 结构表征:通过各种非常规手段,如元素分析、IR、NMR和XRD 等方法,对合成的Cu/Ag配位聚合物进行结构表征,并探究其形貌和结构形式。

4. 性能表征:通过分子模拟、荧光谱和电化学分析等方法,对合成的Cu/Ag配位聚合物的性质进行表征,并研究其在能源存储、光电材料和生物医学等领域的应用前景。

三、研究技术路线本课题的技术路线包括:1. 合成含氮杂环配体:通过有机合成化学的基本方法,构建含吡咯或咪唑等多种杂环的有机化合物,为后续的合成铜/银配位聚合物提供配体基础。

2. 合成Cu/Ag配位聚合物:将合成的含氮杂环配体与Cu/Ag离子在适当的反应条件下反应,形成稳定的Cu/Ag多核配位聚合物。

3. 结构表征:通过元素分析、IR、NMR和XRD等方法,对合成的Cu/Ag配位聚合物进行结构表征,并探究其形貌和结构形式。

4. 性能表征:通过分子模拟、荧光谱和电化学分析等方法,对合成的Cu/Ag配位聚合物的性质进行表征,并研究其在能源存储、光电材料和生物医学等领域的应用前景。

高稳定性金属有机配位聚合物膜的制备及二甲苯分离性能

高稳定性金属有机配位聚合物膜的制备及二甲苯分离性能
关键词 金属有机配位聚合物 ;分离膜 ; 二 甲苯 同分异构体 ; 高稳定性 O 6 1 4 文献标 志码 A 中图分类号
金属有机配位聚合物一般 由金属中心( 包括金属离子和金属簇) 和有机配体配位形成 曲 , 相对于 传统 分 子筛材 料 , 它具 有更 好 的结构 可设 计 性 和可 调 节 性 , 在 催 化 、吸附 、分离 和 光 电材 料 等领 域具
位 聚合物膜材料. 通过 x射线衍射 、 扫描 电子显微镜 、 单组分气体透过率和二 甲苯 同分异构体分离等测试手
段 对材料的结构 、 形貌 和性质等进行 了表 征.二 甲苯 同分异构体 的渗透汽化分离结果表 明, 这种多孔膜材料
对 二甲苯混合物具有选择性吸附分离 的性质.进一步通过热处理 、 超声处理和性能 的重复表征 , 证 明了该膜 材料具有优 良的热稳定性和机械稳定性 ,适于实际应用.
1J
Me mb r a n e s a f t e r t r e a t me n t o f h e a t i n g a n d u l t r a s o u n d .
2 . 3 [ Ni 2 ( - a s p) : b i p y ] 膜 的稳定 性
有广 阔 的应用 前景 气 体 的分离 景 .C a r o等 .近几年 关 于金属 有机 配位 聚合 物膜材 料 的报道 开发 了该类 材料 在分 离领域 的 j .最早 的报 道是 利用 MO F - 5膜 和 H K U S T 一 1 膜 进行 氢 气 和其 它 应用 前景 , 尤 其是 在气 体分 离领 域
薛 铭, 男, 博士 , 副教授 , 主要从事金属有机配位聚合物材料研究. E — m a i l : x u e m i n g @j l u . e d u . 1 3 n

金属配位聚合物的合成与结构性质研究

金属配位聚合物的合成与结构性质研究

金属配位聚合物的合成与结构性质研究近年来,金属配位聚合物(Metal-Organic Polymers,简称MOPs)作为一类新型的功能材料受到了广泛的关注。

它们由金属离子和有机配体通过配位键连接而成,具有丰富的结构多样性和优异的性能。

本文将探讨金属配位聚合物的合成方法以及其结构性质的研究进展。

一、金属配位聚合物的合成方法金属配位聚合物的合成方法多种多样,常见的包括溶剂热法、溶剂热反应法、溶剂热溶胶法、溶胶热溶胶法等。

其中,溶剂热法是一种常用的合成方法,通过将金属离子和有机配体在有机溶剂中反应,形成晶体或凝胶。

这种方法具有简单、高效的优点,能够合成出高度结晶的金属配位聚合物。

另外,溶剂热反应法是一种将金属离子和有机配体在高温高压条件下反应的方法。

这种方法能够合成出具有较高孔隙度和表面积的金属配位聚合物,具有较好的气体吸附和储存性能。

溶剂热溶胶法和溶胶热溶胶法则是通过将金属离子和有机配体溶解在溶剂中,形成溶胶后再通过热解析的方式制备金属配位聚合物。

这两种方法能够合成出具有较高孔隙度和表面积的金属配位聚合物,具有广泛的应用前景。

二、金属配位聚合物的结构性质研究金属配位聚合物具有丰富的结构多样性,其结构性质的研究主要包括晶体结构分析、孔隙结构表征以及物理性质测试等方面。

晶体结构分析是金属配位聚合物研究的重要内容之一。

通过X射线衍射技术可以确定金属配位聚合物的晶体结构,包括晶胞参数、晶体对称性以及金属和有机配体的配位方式等。

晶体结构分析的结果对于理解金属配位聚合物的形成机理以及性质起到了关键作用。

孔隙结构表征是金属配位聚合物研究的另一个重要方面。

金属配位聚合物具有较高的孔隙度和表面积,这使得它们在气体吸附、储存以及分离等方面具有广泛的应用潜力。

通过气体吸附实验,可以测定金属配位聚合物的孔隙结构参数,包括孔径、孔体积以及孔隙分布等。

这些参数对于金属配位聚合物的应用性能有着重要的影响。

此外,金属配位聚合物的物理性质测试也是研究的重点之一。

配位聚合物材料的合成与性能研究

配位聚合物材料的合成与性能研究

配位聚合物材料的合成与性能研究随着科学技术的不断发展,新材料的研究成为了各个领域的研究重点之一。

配位聚合物作为一种新型的材料,其独特的结构和优异的性能吸引了众多科学家的关注。

本文将介绍配位聚合物材料的合成方法和性能研究进展。

一、配位聚合物的定义及特点配位聚合物是一种由配位键架构起来的高分子材料,其主要特点是分子结构重复出现的均质网络结构。

配位聚合物的分子结构有规律,晶胞中的分子大多数是通过同种或不同种的化学键相互连接而成。

这种材料具有结构可控性强、具有压缩性等特点,并且可以被用于催化、气体存储和电化学储能等领域。

二、配位聚合物的合成方法目前,常见的配位聚合物合成方法主要有两种:一种是配体自组装合成方法,即利用配体之间的自组装特性实现配位聚合物的合成;另一种是金属有机框架化合物反应法,即通过将无机金属离子和有机配体进行配位反应,从而形成具有网状结构的配位聚合物。

这两种方法均可在常温常压下进行,环保健康,适用范围广。

三、配位聚合物的性能研究配位聚合物作为一种新型的材料,其性能表现主要包括结构、物理和化学性质。

在学术界和工业界中,对其性能的研究主要围绕以下领域展开。

1. 催化性能研究配位聚合物可作为催化剂应用于各种催化反应中。

在传统的催化反应体系中,配位键环境对反应物分子的吸附产生了显著影响。

通过合理的设计和选用合适的金属离子和配体,形成高效的催化剂,提高反应效率和选择性。

2. 气体存储性能研究配位聚合物作为一种具有特殊孔结构的材料,可用于气体的吸附和存储。

在气体存储领域,研究人员主要关注的是配位聚合物中的吸附性能,即对于不同气体的吸附量和吸附选择性。

3. 电化学储能性能研究在电化学储能领域,配位聚合物被广泛研究作为电极材料。

研究人员综合考虑了吸附性能和电导率等因素,提高储能性能。

四、未来展望配位聚合物作为一种新型的材料,具有较大的发展潜力。

未来,人们将继续研究配位聚合物的合成和性能,寻找使用和应用场景,助力科技创新和产业升级。

配位聚合物的合成、结构分析及性质研究

配位聚合物的合成、结构分析及性质研究

配位聚合物的合成、结构分析及性质研究配位聚合物是由中心金属离子(或金属原子)与一或多个配体(化合物中能与金属离子形成化学键的分子或离子)通过配位键连接而成的聚合物。

配位聚合物在化学领域中具有广泛的研究和应用价值。

本文将从合成、结构分析以及性质研究三个方面探讨配位聚合物。

首先,配位聚合物的合成是研究的基础。

合成配位聚合物的方法有很多,例如溶液合成法、热合成法、水热合成法等。

其中,溶液合成法是最常用的方法之一。

在这种方法中,适量的金属离子和配体按照一定的比例溶解到有机溶剂或水中,经过适当的反应条件,使两者形成配位键连接。

通过选择合适的配体和反应条件,可以控制合成出不同的配位聚合物。

例如,当选择不同的配体和反应条件时,可以合成出不同形状和尺寸的金属-有机骨架聚合物(MOFs)。

其次,结构分析对于研究配位聚合物的性质至关重要。

结构分析可以揭示配位聚合物的晶体结构、空间排列以及配位键的链接方式。

常用的结构分析方法包括X射线衍射、核磁共振、质谱等。

X射线衍射是最为常见的方法之一,通过衍射数据的分析,可以得出配位聚合物的晶体结构,并进一步探究若干物理性质。

结构分析还能揭示配位聚合物中金属离子的配位数、取代基的位置以及配体的电荷状态等信息,对深入了解配位聚合物的性质具有重要意义。

最后,性质研究可以探索配位聚合物的物理、化学以及应用特性。

配位聚合物具有多种独特的性质,如高度可控的孔径、表面积和孔结构,以及良好的热、光、电催化性能等。

其中,孔结构特性使得配位聚合物在吸附、分离和催化等领域被广泛应用。

比如,金属-有机骨架聚合物可通过选择合适的配体和金属离子来调控孔结构的尺寸和形状,从而实现对不同大小、极性分子的选择性吸附和分离。

此外,配位聚合物还在能源存储、催化、药物传递等方面显示出潜在的应用价值。

总之,配位聚合物的合成、结构分析以及性质研究是当前化学领域的热门话题。

通过合适的方法合成出具有特定结构和性质的配位聚合物,并通过结构分析和性质研究揭示其内在机理,将对我们进一步深入认识配位聚合物的性质和应用价值起到重要作用。

解析金属配位聚合物的力学性质及应用前景

解析金属配位聚合物的力学性质及应用前景

解析金属配位聚合物的力学性质及应用前景金属配位聚合物是一类由金属离子与有机配体通过配位键结合形成的聚合物。

它们具有独特的力学性质和广泛的应用前景。

本文将从理论和实验研究的角度来探讨金属配位聚合物的力学性质,并展望其在可持续发展、新材料合成和生物医学等领域的应用前景。

首先,金属配位聚合物的力学性质是研究的重要方面之一。

通过理论计算和实验分析可以得知,金属配位聚合物具有优异的力学性能,如高强度、较高的模量和韧性。

这得益于金属离子与有机配体之间的配位作用和非共价键的相互作用,使得聚合物形成了强而稳定的三维结构。

此外,合理设计金属配位聚合物的结构和配位键可以进一步调控其力学性能。

例如,通过控制配体的刚性和功能化修饰,可以实现聚合物的可逆变形和可编程组装,拓展其在材料科学中的应用。

其次,金属配位聚合物在材料科学和工程中具有广泛的应用前景。

首先是在可持续发展领域的应用。

金属配位聚合物可以用作高效的催化剂,用于可持续能源的转化和环境污染物的降解。

此外,金属配位聚合物还可以作为可再生能源材料和电池材料,用于储能和能源转换。

其次,在新材料合成方面,金属配位聚合物可以用于制备高性能的纳米颗粒、多孔材料和嵌段共聚物等功能材料。

这些材料在生物医学、电子器件和传感器等领域具有潜在的应用价值。

最后,在生物医学领域,金属配位聚合物可以设计成具有靶向性、可控释放药物的纳米载体,用于癌症治疗和诊断。

此外,金属配位聚合物还可以用于组织工程和生物成像等领域。

与此同时,金属配位聚合物的研究还面临着一些挑战。

首先是合理设计和合成金属配位聚合物的方法和策略。

由于其复杂的结构和特殊的化学性质,金属配位聚合物的合成往往较为困难,需要耗费较长的合成时间和条件。

其次是金属配位聚合物的稳定性和可持续性问题。

一些金属配位聚合物在环境和生物体内的稳定性较差,会限制其在实际应用中的使用。

因此,研究人员需要寻找新的配体和金属离子,以提高金属配位聚合物的稳定性和可持续性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

上海工程技术大学 学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人 授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□,在 本学位论文属于 不保密□。 (请在以上方框内打―√‖) 年解密后适用本授权书。
Major: Materials Process Engineering
College of Materials Engineering Shanghai University of Engineering Science Shanghai, P.R. China December, 2011
上海工程技术大学 学位论文原创性声明
本人郑重声明:所递交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作 所取得的成果。 除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已 经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中 以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名: 日期: 年 月 日
III
Electrochemical characterization were carried out using cyclic voltammetry, Galvanostatic charge-discharge test, electrochemical impedance spectroscopy and cycle life test. The main results and innovations are as follows: 1. Cobalt-based MOF Co(bdc)(ted)0.5 (bdc=1,4-benzenedicarboxylate; ted= triethylenediamine ) with BET surface area of 1244 m2/g and 3D pore size of 7.3 Å was prepared using cobalt nitrate as metal precursor, terephthalic acid and triethylenediamine as organic ligands via solvothermal method. Structural analysis and electrochemical test were carried out; Influence of reaction temperature, reaction time and molar ratio of the reactants on the electrochemical performance of the electrode material was also investigated. The highest specific capacitance reached 937 F· g -1 in 6M KOH electrolyte at the scan rate of 5mv/s; 2. Nickel-based MOF [Ni3(HCOO)6]· DMF with BET surface area of 304 m2/g and 1D pore size of 5.0 Å was prepared using nickel nitrate as metal precursor, formic acid as organic ligand via solvothermal method. Structural analysis and electrochemical test were carried out; Influence of reaction condition on the electrochemical performance of the electrode material was also investigated. The highest specific capacitance reached 1217 F· g-1 in 6M KOH electrolyte at the scan rate of 5mv/s; 3. Single crystal of zinc-based ionic metal-organic frameworks was prepared using zinc nitrate as metal precursor and N,N`-diacetic acid imidazole as organic ligand via solvothermal method. Single-crystal XRD was carried out to analyze the crystal structure; Electrochemical activities of the sample under different scan rates were studied and promising capacitive performance under high scan rates was observed. KEY WORDS : suprecapacitor , metal-organic frameworks , solvothermal method , electrochemical performance
学位论文作者签名: 日期: 年 月 日
指导教师签名: 日期: 年 月 日
金属-有机配位聚合物的制备及电性能研究 摘 要
超级电容器是一种性能卓越的新型储能元件,因具有高能量密度、高功率密度、 循环寿命长、污染小等特点, 成为近年来电化学领域研究的热点。超级电容器在功率 密度上高于其他二次电池,而在能量密度上则远高于传统物理电容,使其在工业、电 力、运输、绿色能源、军事、航空航天领域等领域具有广阔的应用价值。目前,超级 电容器的研究重点主要围绕在开发高性能电极材料, 使其在保持高功率密度的同时获 得更高的能量密度。从储能机理上看,超级电容器可分为双电层电容和赝电容两类, 常用的电极材料主要有炭材料、金属化合物和导电聚合物 (Electrically Conducting Polymer,ECP)以及炭/氧化物,炭/ECP,氧化物/导电聚合物等一系列复合材料。 金属有机配位聚合物化合物( MOF)材料,由于在多个领域具有广阔的应用前 景,因此被认为是现今最具前景的材料之一。MOF 材料的应用范围涉及催化、氢气 存储、离子交换、传感器、药物中间体、光学材料等等相关领域。相比传统的多孔材 料,MOF 灵活多变的孔道结构也成为其被关注的原因之一。金属-有机配位聚合物 (MOF)作为新型多孔材料,具有高比表面积的同时在结构中包含活性金属离子或 原子簇, 这一显著特征使其具备了成为高性能超级电容器电极材料的潜力。但目前国 内外学术界对 MOF 材料的电化学方面的研究不多,尤其是对其在超级电容器当中的 应用研究则更少,有待进一步深入研究。本论文以溶剂热法制备了系列含钴、镍、锌 的 MOF 材料作为超级电容器正极材料,通过 XRD, N2 等温吸附脱附曲线进行结构表 征,并在水系电解液中以循环伏安,直流充放电、交流阻抗和循环寿命等手段进行了 电化学表征。论文的主要研究内容如下: (1) 以硝酸钴为金属源,对苯二甲酸为配体,三乙二胺为第二配体,通过溶剂热 法制备了 BET 比表面为 1244 m2/g, 平均孔径为 7.3 Å、具有三维孔道结构的 MOF 材 料 Co(bdc)(ted)0.5 (bdc=1,4-benzenedicarboxylate; ted= triethylenediamine )并进行了结 构表征及电化学测试;在此基础上,研究了不同制备温度、时间及反应物比例对其电 化学性能的影响;在 6M KOH 水溶液中 5mv/s 扫描速率下,最优制备条件下的比电
关键词:超级电容器,金属有机配位聚合物,水热法,电化学性能
II
STUDIES ON PREPARATION AND ELECTROCHEMICAL PROPERTIES OF METAL-ORGANIC FRAMEWORKS
ABSTRACT
The supercapacitor is a new type of electrochemical energy storage device which has attracted considerable attention due to its high energy density, high power density, long cycle life and less pollution. Supercapacitors can provide higher power density than traditional secondary batteries as well as much higher energy density than physical capacitors, which achieved much attention in many fields, such as mobile telecommunication, information technology, consumer electronics, aerospace, military force, and so on. Recently, studies on supercapacitors have been mainly focused on the preparation of high performance electrode materials with both high power density and energy density. According to the principle of energy-storage there are two types of supercapacitors: electric double-layer capacitor and faradaic pseudocapacitor. Electrode materials mainly include carbon materials,metal oxides and conducting polymers (ECP). Metal-organic frameworks (MOF) has been considered as one of the most promising materials for their extensive applications in many fields such as catalysis, hydrogen storage, ion exchange, sensor, medicine intermediate as well as optical materials. Comparing with traditional porous materials, the flexible and various pore structures of MOFs have been the main reason for the particular attention. As a new type of porous material, MOFs not only have high specific surface area but also contain active metal ions or clusters within their structures, which makes MOFs a promising candidate for electrode materials of electrochemical capacitors. However, studies on electrochemistry of MOFs, particularly on their application in electrochemical capacitors are rare at present and further research is needed. In the present paper, a series of MOF materials containing cobalt, nickel and zinc ions were successfully synthesized via solvothermal method; Structural analysis were carried out using single-crystal/powder XRD and N2 adsorption-desorption studies;
相关文档
最新文档