基于氮杂环和芳香羧酸配合物的合成研究开题报告

 2024-01-03 09:30:10

1. 研究目的与意义

随着科技和生活水平的提高,传统材料已无法满足现代工业的需求,对新进多功能材料的需求与日俱增,设计和合成具有特殊结构和功能的高效的多功能有机无机杂化材料已成为国际学术界的一个研究热点。配位聚合物是一种由金属中心和有机配体通过配位键自组装而成的具有周期性无限扩展网络结构的一类无机-有机杂化新型配合物。构筑配位聚合物的有机配体主要分为含氮杂化体系、羧酸体系以及N/O混合体系。配位聚合物结合了无机材料及有机材料的特点,具有良好的可设计性及可裁剪性,可以通过对有机配体的合理设计及金属中心/金属簇的选择,获得结构可调,孔道可修饰,具有独特光、电、磁、手性等性质的框架结构,在气体的存储与吸附、荧光传感等方面也具有广泛的应用前景。

金属有机骨架(MOFs)是一种由金属中心与配体通过共价键或离子-共价键连接构筑的具有规则孔道和周期性拓扑结构的有机-无机杂化纳米多孔材料。MOFs具有孔隙率大、比表面积大,且结构可调控的优点。即通过控制反应条件,可以将(MOFs)制成各种形态,例如:纳米颗粒、纳米棒、纳米管以及纳米片。

对金属有机框架材料的研究是从配位化学领域发展而来的。尽管在当时已知某些配位化合物能够表现出可逆的吸附特性,如普鲁士蓝化合物和霍夫曼笼形物,但由于条件和资源的限制并没有对他们做出进一步的研究。在 1989 年和 1990 年,Hoskins 和 Robson的始创性研究工作为后续金属有机框架材料的发展奠定了基础。在他们的论文中已经预见了随后被世界各地许多科学家证明的事实:MOFs 材料可以形成晶体,具有稳定的多孔结构,并且其结构可调节,能通过离子交换,气体吸附或催化作用来合成。同时,也可以进一步通过后合成修饰引入其他官能团。术语“MOFs”大约在 1995 年由 Yaghi 等人推广。Kitagawa等人在 1997 年报道了一种具有三维结构的 MOFs 材料,其对气体具有优秀的吸附性能。而后,MOF-5 和 HKUST-1成为当时最热门的研究之一,这两个材料象征着 MOFs 材料新时代的来临。

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2. 研究内容和预期目标


研究内容:

1、选用2,6-双(2-吡嗪基)-4-(4-(四氮唑-5-基)苯基)吡啶作为主配体,与过渡金属离子Cu(II)/Cd(II)/Ni(II)进行自组装;

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3. 研究的方法与步骤


研究方法:

1.文献研究法:通过图书馆、互联网、电子资源数据库等途径查阅大量文献,理解配合物的合成策略和制备方法等相关知识,为设计含四唑基配体和芳香羧酸配体的合成提供思路和参照。

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4. 参考文献

[1] 孙静. 基于3,5-双(1,2,4-三唑)吡啶的配位聚合物的合成、结构和性能研究[D]. 江苏扬州:扬州大学, 2021.

[2] 陈砚美,张全超,杨水彬等. Mg(II)-Zn(II)异金属配合物的结构设计与发光性质[J],华中师范大学学报(自然科学版), 2019, 53(3):359-364.

[3] 赵鹏程, 何宁, 高明亮等. 发光型金属-有机框架材料检测硝基爆炸物研究进展[J]. 刑事技术, 2020, 45(1):75-80.

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5. 计划与进度安排

1. 2022年12月19日-2024年3月12日 接受毕业论文任务书,查阅参考文献,完成开题报告。

2. 2023年3月13日-4月23日 完成英文科技论文的翻译任务,利用所选定的配体与过渡金属离子制备新的配合物材料,探究其发光性能,实验工作完成近一半,接受中期检查。

3. 2023年4月26日-5月14日 对所合成材料进行性能的探究,继续开发新的 材料并完成性能实验,整理分析所得实验数据,结合前期文献调研进行数据分析,撰写毕业论文初稿。

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