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金属有机骨架材料(MOFs)作为一种新型的多孔材料,是沸石之外又一类重要的纳米材料。此类材料的磁、电、吸附、催化性能和特殊的结构引起了广泛的关注。本论文设计并合成了三种N-(吡啶甲基)-氨基酸配体,并利用红外、核磁共振氢谱、热重分析等对其结构进行了表征。利用常温挥发法、水热法及溶剂热法,同过渡金属构筑出一系列新型的手性氨基酸衍生物配合物,对其结构进行了表征并研究了其性质。具体内容如下: 1.选用4-吡啶甲醛分别与L-天冬氨酸、L-亮氨酸和L-缬氨酸反应得到:N-(4-吡啶甲基)-L-天冬氨酸(4L-H2pasp)、N-(4-吡啶甲基)-L-亮氨酸(4L-Hpleu)和 N-(4-吡啶甲基)-L-缬氨酸(4L-Hvgly)共三种配体,用核磁、红外等对其进行了表征。再将配体同过渡金属构筑出四种配合物1–4,分别为{[Mn(4L-pasp)(2H2O)]·H2O}n(1)、{[Zn(4L-pasp)(H2O)]·H2O}n(2)、[Cu(4L-pleu)(Cl)]n(3)和{[Zn(4L-vgly)Cl]·2H2O}n(4)。晶体结构表明,1和2都是1D链状结构,通过氢键的作用,最终形成一个3D结构;3和4为3D网络结构。另外用均苯三甲酸(H3BTC)与Cu盐合成经典微孔MOF[Cu3(BTC)2(H2O)3]n(Cu-BTC)。并对所有化合物的红外光谱、XRD谱图、热重和荧光性质进行了研究。 2.重点研究了多孔MOF4和Cu-BTC对正己烷(n-C6)和2-甲基戊烷(i-C6)的吸附分离性能。其中MOF4吸附n-C6和i-C6的静态饱和吸附量分别为1.50 g·g-1和0.20g·g-1,Cu-BTC的分别为0.24g·g-1和0.25g·g-1。而4对n-C6和 i-C6的动态饱和吸附量分别为1.24 g·g-1和0.29 g·g-1,Cu-BTC对n-C6和i-C6的动态饱和吸附量分别为0.22 g·g-1和0.21 g·g-1。然后将4和Cu-BTC分别进行对n-C6/i-C6混合体系的动态分离实验,发现4对二者的分离系数(4.24)大于Cu-BTC(1.07)的。研究结果表明MOF4与Cu-BTC相比对正异构烷烃有更优异的吸附分离性能。这些成果都为进一步研究正异构烷烃的分离提供了理论和实践经验。 3.本文还研究了4和Cu-BTC对染料和碘的吸附或光催化效果。对于MOF4,在紫外光照射20 min后,污染物亚甲基蓝(MB)达到将近100%的去除率,而甲基橙(MO)和罗丹明B(RhB)的去除率分别为80%和50%,但随着时间的延长,后二者的降解率也慢慢达到了100%。对于Cu-BTC, 对MB的饱和吸附量为7 mg·g-1,而对结晶紫(CV)和甲基红(MR)的饱和吸附量分别为11 mg·g-1和13 mg·g-1。I2吸附实验表明MOF4对I2的饱和吸附量为0.99 g·g-1,而Cu-BTC的为0.66 g·g-1。此部分的研究为今后染料和放射性I2的光催化降解和吸附分离应用提供了实验基础。