摘 要：金属-有机骨架（MOFs）材料是杂合的有机—无机超分子材料，是通过有机桥联配 体和无机的金属离子的结合构成的有序网络结构。除桥连配体和金属离子外，MOFs 的合成 还受其它诸如温度、浓度、pH 值、配比、抗衡离子、溶剂的极性、溶剂分子体积等因素的 影响。本文使用三种不同的有机溶剂（即 N,N–二甲基甲酰胺，N,N–二甲基乙酰胺，N– 甲基吡咯烷酮）和相同的有机配体和镉盐，得到了三例金属有机骨架材料。使用 N,N–二 甲基甲酰胺得到非互穿结果，而使用其余溶剂则得到二重互穿结构。但它们的晶系和空间 群都是相同的。70283

毕业论文关键词：金属有机骨架材料，溶剂效应，互穿，镉，螺二芴

Abstract: MOFs (metal-organic frameworks) is a class of organic–inorganic hybrid-materials. MOFs are composed of reticular network based on organic ligands and inorganic metal cations. Besides linkers and metal cations. the synthesis of MOFs is influenced by some factors, such as temperature, concentration, pH value, ratio, counter ions and the nature of solvents. In this manuscript, three different solvents were utilized, namely DMF, DMA and

1-methylpyrrolidin-2-one. In the presence of cadmium cation, they resulted in three examples. Although the lattice and space group are same, there are difference in the coordinated mode of cadmium. The difference leads to non-interpenetration for the case of DMF, and to two-fold interpenetration for the latter two examples.

Keywords: MOFs, solvent effect, interpenetration, Cadmium，9,9'-spirobi[fluorene]

目录

1 前言 3

2 结果与讨论 4

2.1 晶体合成 4

2.2 晶体结构 4

3 实验部分 10

3.1 晶体合成 10

结论 12

参考文献 13

致谢 14

附录 15

1 前言

金属-有机骨架(metal-organic frameworks，MOFs)材料是由金属离子与 有机配体通过自组装过程生成的一类具有周期性多维网状结构的多孔晶体材 料[1]。

它具有纳米级规整的孔道结构，大的比表面积和孔隙率，在吸附[2]、分 离[3]、催化[4,5]以及药物缓释[6,7]等方面均表现出了优异的性能，已成为 新材料领域的研究热点[8]。

MOFs 由金属离子和有机桥连配体（也称为有机连接子）合成，常用的合成 方法是溶剂热（或水热）。MOFs 材料的制备一般都是按照 Yaghi 和 O'Keeffe 等人提出的网络结构设计思想[9]，它借鉴了簇化学中的羧酸金属簇概念，并 发展为次级构筑单元（Secondary Building Unit, SBU）策略[10, 11]。借 助于 SBU 策略可以根据应用对 MOFs 进行设计，如对有机桥连配体进行设计。 通常用含羧酸（或磺酸、磷酸）配体与金属离子形成金属氧簇节点（即 SBU）， 节点在有机桥连配体（第二配体或酸配体）支撑下聚合形成周期性网络结构论文网， 即为具有各种拓扑结构的 MOFs。除桥连配体外，MOFs 的合成还受其它诸如温 度、浓度、pH 值、配比、抗衡离子、溶剂的极性、溶剂分子体积等因素的影 响(图 1)[12]。

 MOFs 合成实例