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1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
一、课题意义:
mofs,即金属有机骨架化合物(metal organic frameworks),mofs由无机金属中心与有机配体两部分组成,不断桥连、相互组装,形成具有周期性网络结构的晶态多孔材料。mofs是一种有机-无机杂化材料,也称配位聚合物[1]。含有氮杂环的咪唑衍生物,如咪唑衍生物,多为二齿或多齿配体。咪唑及其衍生物具有独特的结构特征和配位特性,合成出的金属有机配合物同时具有无机物和有机物的特点。根据分子工程学原理,由此可以实现新型功能材料的定向设计和合成,以及通过选择中心金属离子和具有功能性官能团的有机配体赋予目标化合物多功能的性质。这类配合物具有结构的多样性,因而产生了特异的物理性质和化学性质。
铜离子易形成多配位、多核空间构型的配合物, 可与之配合的配体多种多样, 包括胺基、羧基、磷酸基团等。铜与含氮配体形成的配合物,结构可形成一维链状、二维层状、三维网状等各种空间构型。这些铜离子配合物中包括单核、双核和多核[2]。同时,含铜有机配合物在热稳定性上有着不错的表现,而电化学性质也展现出优秀的潜在价值[3],故而,新型cu-mof材料的潜在价值值得期待。
2. 研究的基本内容和问题
一、研究目标与内容:
1.设计合成两种以上咪唑基衍生物多齿含氮有机配体。
2.使用上述配体,利用硅钨酸、钼酸铵等杂多酸进行构筑,并和铜离子合成基于多酸和含氮配体的cu-mof类化合物。
3. 研究的方法与方案
一、研究方法:
1. 多齿含氮配体的合成:采用通常的溶液反应方法(dmso作溶剂,加热恒温回流进行反应)
2. 目标化合物的合成:主要使用溶剂热法合成,兼用溶剂挥发法、溶剂扩散法、混合溶剂法进行合成。探索合适的反应条件,如投料比、混合溶剂比、ph、温度、降温方式等,以合成出目标化合物的单晶。
4. 研究创新点
1. 本课题中的各类含氮配体在配合物合成方面的报道还较少见,预计课题中的该组化合物的合成与性质研究提供相关实验数据报道。
2. 本课题使用溶剂热法合成目标化合物单晶,水热的低温、等压、溶液条件,有利于生长少缺陷、取向好、较完美的晶体,更有利于后期进行结构表征和性质测试,降低后续研究的难度。
3. 本课题中合成的cu-mof材料在用于超级电容器的制备报道尚少,具有创新性,而此类化合物又具有良好的充放电性质,具有一定的研究价值。
5. 研究计划与进展
第一阶段:2018年12月-2019年1
① 查阅文献,制定研究计划,准备试剂
② 进行配体合成,探究并优化合成反应条件
