《金屬卟啉基MOF微孔材料的結構設計及催化性能研究》是依託西北大學，由李珺擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：金屬卟啉基MOF微孔材料的結構設計及催化性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李珺
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
金屬有機框架材料是一類具有重要學術研究價值和誘人套用前景的新型多孔材料，設計合成功能性金屬有機框架材料是這類材料走向套用的必由之路。基於金屬卟啉多方面的優良性能（如催化性能），以及高的熱穩定性和化學穩定性，本項目通過設計合成卟啉外圍聯有不同配位基團的新型卟啉和金屬卟啉分子，再與金屬離子以及第二橋聯配體通過適當方法構築新的金屬卟啉基的MOF微孔材料，系統研究反應條件對材料結構的影響，開展性質和功能（吸附、催化）研究，為功能和套用導向的MOF結構設計和套用奠定基礎。本項目的開展對於發展具有功能性質的微孔骨架材料，以及對提高金屬卟啉分子作為功能材料的穩定性和選擇性都具有積極的和實際意義。
結題摘要
項目基於發展具有功能性質的微孔骨架材料，以金屬卟啉為MOF構築單元，合成並表征了卟啉外圍含有不同鏈長羧基、吡啶或咪唑取代基的四取代、二取代的多個卟啉和金屬卟啉單體，構築了多個新的具有較大孔道的金屬卟啉基的MOF材料，研究了它們的結構、吸附、及對有機底物的催化氧化性能。項目發表SCI源期刊論文32篇，其中一區1篇，二區5篇，三區9篇。申請了3個專利，其中1項獲授權。主要結果有： 1. 含咪唑、吡啶基金屬卟啉框架材料研究中，得到了八個2D/3D的金屬卟啉（Co(II), Fe(III), Ni(II) ）框架材料，它們具有較高的熱穩定性和較大的比表面積，對CO2和H2有好的吸附性能，Co(II) 卟啉的MOF具有對乙苯轉化為苯乙酮高的催化性能。 2. 卟啉外圍含羧基取代基的MOF材料研究中，得到了一個具有永久性孔道結構的卟啉氫鍵有機框架, Co(II) 5,10,15,20-四(4-(4-羧基)苯氧基)苯基卟啉，孔道在除去溶劑後仍然保持。催化實驗表明，它對於乙苯氧化為苯乙酮的轉化率可以達到83%。 3. 以5, 15-二苯基-10, 20-二(2-吡啶基)卟啉(H2Pp1)和5, 15-二-(五氟苯基) -10, 20-二 (4-吡啶基)卟啉(H2Pp2)構築的金屬卟啉MOF中，發現以H2Pp1構築的金屬卟啉MOF主要為1D鏈狀，如ZnPp1，CdPp1，而以H2Pp2構築的金屬卟啉MOF主要為2D網狀，如ZnPp2，CoPp2。 4. 以含有柔性鏈羧基的5, 10, 15, 20–四–(4–羧基亞甲氧基)苯基卟啉（H2TCMOPP）為構築單元，得到了一個含有孔道的二維層狀結構的MOFs {Zn2[Cu(TCMOPP)]2}·4HN(CH3)2，2個外圍以K+連線的3D MOFs：{K2[Ni(TCMOPP)]DMF}與{K2[Ni(TCMOPP)]2(DMF)2}·DMF·H2O。 5. 以含吡唑基、四氮唑基的卟啉為配體構築的金屬卟啉MOFs研究中，發現外圍的吡唑N不易和金屬配位，外圍的四氮唑易和金屬離子生成結晶較差的配位聚合物。 6. 合成的金屬卟啉MOFs或配位聚合物的催化氧化性性能表明，它們具有比金屬卟啉單體好的催化性能，其中以含Mn(III), Co(II)的催化性能最好。 本項目的研究對於開發具有功能性質的微孔骨架材料具有積極的和實際意義。
