《金屬功能化的多孔材料可控組裝研究及其套用基礎研究》是依託中國科學技術大學，由崔楊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：金屬功能化的多孔材料可控組裝研究及其套用基礎研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：崔楊
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本課題旨在系統性研究以芳基及其修飾性芳基為“間隔基”的四氮唑和吡唑基配體，採用溶劑熱技術，和過渡金屬離子反應，構築不飽和金屬中心（UMCs）固載於孔道內壁，具有納米尺寸空間的多孔材料。利用該類材料的UMCs，結合其孔道尺寸選擇性實現對燃油中有機S 化合物的深度吸附分離，進而拓展到天然氣中硫化物的吸附分離。這種吸附源於：多孔材料的UMCs對含孤對電子對的S分子的配位作用，從而形成S→M 配合物或π-化合物。從原子與分子層次探討該類金屬功能化多孔材料的構築機理與特點規律，解決該類多孔材料對含S分子吸附的一系列科學問題：吸附選擇性，吸附容量，吸附動力學，等規律。製備出具有科學價值與套用價值的脫S材料，使之能套用於超低含S量燃油，燃氣的製備。
結題摘要
本項目基於唑-金屬多孔材料結構的形成簇節點的機理為基礎，其唑基的選擇由傳統的咪唑基拓展到吡唑基，在拓展到四氮唑基化合物，並延伸到二吡啶胺體系，設計各種不同結構與輔助基團的唑基或二吡啶胺配體。通過大量的實驗與摸索,完成了在模板分子的作用下，通過多枝芳烴的腈基或唑基與配位多變的過渡金屬離子（主要是Cu與Cd離子）的溶劑熱的原位反應與配位反應相結合的模式製備了個具有特定金屬位點的多孔材料： MOFs材料{H3[(Cd4Cl)3(ttpa)8 (H2O)12].nH2O}∞（1），{[Cu(Httpa)0.5]•nH2O}∞（2）與{[Cu3(ttpa)1.5]•nH2O}∞（3） (H3ttpa = tris-[4-tetrazolylphenyl]amine)；{Cdtzba(H2O)3}•nH2O (Htzba = 1,2,4-三氮唑-4-苯甲酸)（4）；以及雙核配合物[Cd2(L)4]•4H2O (5), 二維有機金屬框架（MOFs） [Cd2(L)2(μ-Cl)2]n·nH2O (6), 兩種新型超分子異構體二維有機金屬框架（MOFs） [Cd2(L)2(μ-Br)2]n·nH2O (7) 和一維雙鏈結構的 [Cd2(L)2Br2]n (8); 一維單鏈 [Cd(L)I]n (9) 和一維雙鏈結構的 [Cd2(L)2(μ-I)2]n (10)等一系列基於二吡啶胺的配位聚合物(CP)（HL=4-（N，N-雙 -（2-吡啶基）- 氨基）-甲基苯甲酸）。其中MOFs材料都具備0.5-2.5nm的納米尺寸的孔道結構，且孔道內都有金屬功能位點存在。通過大量的篩選實驗，以及通過單晶XRD與粉末XRD結合研究了其材料（1）對液相中含硫分子的吸附與脫附再生研究，在室溫下，快速的實現了材料對催化難以脫出的含硫分子苯並噻吩(BT)與二苯並噻吩(DBT)的吸附脫出。且材料自身經過甲苯再生後可以循環使用。探討了多孔材料的微觀結構與本徵性能之間的關係，實現多孔材料功能設計和調控，獲得具有脫 S 性能的新型吸附材料。
