配位聚合物的二维纳米晶的可控合成及性质

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lfszlfs2009
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配位聚合物二维纳米材料具有高比表面积、易于成膜、表面化学可修饰等优势,使其成为当前化学和材料学家关注的焦点。本课题围绕卟啉配体、C2、C3对称性苯羧酸类配体,提出阴离子表面活性剂辅助策略,并成功实现了一系列不同种类配位聚合物二维纳米结构的可控合成。  本研究主要内容包括:⑴以5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉和5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉为基本构筑单元,通过阴离子表面活性剂辅助配位组装法合成了多种单分散金属卟啉纳米片,并系统研究了表面活性剂种类、反应时间和温度对纳米片合成的影响,对纳米片形貌、聚集态结构进行了系统表征,结果表明该策略成功制备了分散性、稳定性良好、尺寸均匀的M-TPyP/TCPP纳米片。通过纳米片的XRD、吸收光谱及TG数据分析,我们猜测当金属卟啉某一晶面的金属离子浓度最高,SDS会通过静电作用优先吸附于该晶面,通过封端作用限制该晶面生长速率,诱导晶体发生各向异性生长,进而抑制晶体三维方向中某一维度的生长,生成2D片状结构。⑵以上述卟啉体系为研究对象,选用带不同电荷的表面活性剂 CTAB及PVP,相同的实验条件下,SEM测试结果表明CTAB和PVP条件下金属卟啉晶体更倾向于生成零维、三维纳米结构,如Cu/Zn-TPyP多面体、CuTCPP花簇结构等,XRD图谱表明该条件下样品与SDS体系具有不同空间群和优势晶面,UV-Vis图谱中Cu/Zn-TPyP晶体Soret带吸收峰发生了蓝移,配体卟啉分子间发生了明显的H-聚集。而SDS条件下,Cu/Zn-TPyP纳米片样品吸收峰红移,均发生了典型的J-聚集。实验结果表明金属卟啉纳米晶发生了与SDS不同的生长过程,二者主要通过特定形状胶束辅助金属卟啉完成组装过程,从而实现对金属卟啉纳米晶的可控制备。⑶实现了基于1,4-对苯二甲酸(H2BDC)和1,3,5-均苯三甲酸(H3BTC)配体的MOF-5及HKUST-1纳米片制备,并研究了SDS、CTAB及PVP对配位聚合物纳米结构形貌的影响。
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