芴羧酸zr(iv)金属有机骨架材料的合成及性质【字数：8882】
摘 要芳香羧酸类配体作为配位化学学科的重点关注对象，其配位模式丰富，作为配体合成配合物的结果就有了无限的可能，所以具有很高的研究价值。本论文以芴为原料，设计合成相应的芴羧酸，通过核磁共振氢谱、碳谱观察其表征，验证配体结构的正确性，研究其结构性质。以芴羧酸作为配体与ZrCl4反应得到对应的配合物。金属盐、DMF以及苯甲酸混合，通过控制配体和Zr金属盐、DMF以及苯甲酸的摩尔比例、温度和时间等可调条件得到芳香羧酸类金属配合物，并对其进行热失重分析和吸附性质测试。
目 录
1.前言 4
1.1配合物的研究进展 4
1.2 配合物的骨架结构及分类 5
1.2.1配合物的骨架结构 5
1.2.2 配合物的归类 5
1.3配合物合成的影响因素 6
1.3.1溶剂对于配合物合成的影响 6
1.3.2离子对于配合物的影响 7
1.3.3配合物的合成中温度变化带来的影响 8
1.3.4多羧酸配体及金属离子对配合物合成的影响 8
1.4锆配合物的研究 10
1.5课题的目的和意义 11
2.实验内容 12
2.1实验用品及仪器 12
2.1.1实验用品 12
2.1.2主要的实验仪器 12
2.2羧酸类配合物的合成 13
2.2.1羧酸类配体H2L 13
2.2.2羧酸类配合物ZrL 13
3.结果与讨论 15
3.1配体的合成方法与讨论 15
3.2 配合物的合成与讨论 15
3.3羧酸类配体的核磁共振图 16
3.4配合物ZrL的性质研究 18
3.4.1 配合物ZrL的热重分析 18
3.4.2 配合物ZrL的吸附实验 19
3.5配合物的数据分析 19
3.5.1配合物的红外光谱图分析 19
4.结论 21
参考文献 22
致 谢 24
1.前言
1.1配合物的研究进展
配合物是一种由周期性有机 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
配体和金属离子组成的新型多孔材料。配合物的空间结构由配体、金属离子、温度及反应时长等条件确定其空间结构的[1]。复合物合成材料的一个吸引人的特点是，它们不仅能保留单个功能，而且在融合过程中获得新的功能特征。随着化学的迅速发展，参与的领域越来越多，在人类社会中的地位也越来越高[2]。
配合物的应用在材料领域也得到了很高的关注度，与以往的合成材料不同，配合物的合成材料具备传统材料所不具备的特点和用处：周期性衔接的晶体构造；结构可调；参数可调，可应用于不同领域[2]。
近年来，配合物在生物、医学、催化等方面得到了普遍的使用。此外，配合物已经从简单的构型发展到更复杂的构型。目前，对二苯甲酸主要用作配合物合成的桥接配体，但羧酸作为配体的例子较少。因而，运用羧酸作为配体开发配合物具备重要的探究价值[34]。
配位化学是化学的一个重要分支，近年来得到了越来越快发展速度。它与超分子化学联系紧密，超分子化学的成果在国内外都受到了很大的关注，在催化、吸附等方面都有很好的运用[5]。配位化学作为研究的前沿，在很多研究领域都取得了长久发展，与其他学科产生了联系，成为了各个领域的研究焦点。
近年来，合成化学的迅速发展和新的配合物的大量涌现重新巩固了化学的社会地位，因而，我国的配合物合成基础研究已成为世界的焦点。现代无机合成作为无机化学以及合成化学的重要组成部分，在化学界拥有很高的地位，与传统的合成方法不同。目前，在无机化学领域，每天都会成百上千的配合物被研究出来。由此可见无机合成为人类社会所带来的影响是很大的。合成化学作为焦点对象，与人类社会的各个方面都息息相关[610]。
羧酸类金属配合物在医学上的运用很广，以前癌症属于不治之症，羧酸类金属配合物的出现，改变了人们癌症的看法，它对癌细胞有抑制作用，尽管人们对它的抗癌机没有那么清晰透彻，但是随着科技的发展，这些谜团都会解开，也会出现更有效的配合物来改变人们的生活[11]。
配位化合物中配位键的键能比共价键低，因此配位反应对反应温度、反应物的酸碱度、溶剂、阴离子和阳离子等物理和化学因素更为敏感和脆弱。配合物具备高度有序的化学构造，通过键与键之间的相互作用将金属离子与其他性能联系起来[1216]。
随着高新技术的日益发展，配合物为社会带来的经济效益也越来越大，发展的范围也越来越广，尤其是在材料领域受到很高的的关注度。
羧酸类配体的配方式繁杂，配位能力很强[17]。到现在为止羧酸类配体都是化学界的焦点对象，并且金属羧酸类配位化合物能够用于催化领域、物理吸附和光磁领域，此外该类配合物还具有许多其他的功能[1819]。
地壳元素含量中锆元素位居第二十位，主要以锆英石的形式存在与自然界中，经过工艺制造做成不同种类的氧化锆，氧化锆的化合物性能优越，化学稳定性很强，它的化学性能及物理性能的应用非常丰富，在高新材料领域的应用与开发也被国家重点支持鼓励开发利用[20]。
本章论文研究合成配合物将选用Zr(IV)金属盐来进行合成，因为锆的化合物具备很多优势性能，如氯化锆吸附量很大、热稳定性好、耐高温、可塑性好等，配合物可以显现出其包含元素的性能，结合这一优点，选用锆化合物来参与配合物的合成实验就具备了一些优势。氯化锆在一些高新技术领域应用很广，比如原子能领域、核反应、机械、通讯等领域都有着应用[20]。
1.2 配合物的骨架结构及分类
1.2.1配合物的骨架结构
配位化学在各个领域的发展，使得配合物带来的价值得到了很大的提升，国内外许多研究者对其感兴趣[21]。由于复合物的结构非常复杂，需要对其结构进行简化分析，介绍了拓扑理论。金属离子和配体之间的连接被抽象成连接[22]。按照空间构造所反映的信息，将晶体结构看作一种易于辨认的拓扑结构。从拓扑学的角度来看配合物的空间构造的分为三大类：一维链（线性链、螺旋链、双链、轨道型等）；二维分层（方形、菱形、蜂窝型等）；三维网络（八面体、菱形结构、内插结构等）[29]。
目 录
1.前言 4
1.1配合物的研究进展 4
1.2 配合物的骨架结构及分类 5
1.2.1配合物的骨架结构 5
1.2.2 配合物的归类 5
1.3配合物合成的影响因素 6
1.3.1溶剂对于配合物合成的影响 6
1.3.2离子对于配合物的影响 7
1.3.3配合物的合成中温度变化带来的影响 8
1.3.4多羧酸配体及金属离子对配合物合成的影响 8
1.4锆配合物的研究 10
1.5课题的目的和意义 11
2.实验内容 12
2.1实验用品及仪器 12
2.1.1实验用品 12
2.1.2主要的实验仪器 12
2.2羧酸类配合物的合成 13
2.2.1羧酸类配体H2L 13
2.2.2羧酸类配合物ZrL 13
3.结果与讨论 15
3.1配体的合成方法与讨论 15
3.2 配合物的合成与讨论 15
3.3羧酸类配体的核磁共振图 16
3.4配合物ZrL的性质研究 18
3.4.1 配合物ZrL的热重分析 18
3.4.2 配合物ZrL的吸附实验 19
3.5配合物的数据分析 19
3.5.1配合物的红外光谱图分析 19
4.结论 21
参考文献 22
致 谢 24
1.前言
1.1配合物的研究进展
配合物是一种由周期性有机 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
配体和金属离子组成的新型多孔材料。配合物的空间结构由配体、金属离子、温度及反应时长等条件确定其空间结构的[1]。复合物合成材料的一个吸引人的特点是，它们不仅能保留单个功能，而且在融合过程中获得新的功能特征。随着化学的迅速发展，参与的领域越来越多，在人类社会中的地位也越来越高[2]。
配合物的应用在材料领域也得到了很高的关注度，与以往的合成材料不同，配合物的合成材料具备传统材料所不具备的特点和用处：周期性衔接的晶体构造；结构可调；参数可调，可应用于不同领域[2]。
近年来，配合物在生物、医学、催化等方面得到了普遍的使用。此外，配合物已经从简单的构型发展到更复杂的构型。目前，对二苯甲酸主要用作配合物合成的桥接配体，但羧酸作为配体的例子较少。因而，运用羧酸作为配体开发配合物具备重要的探究价值[34]。
配位化学是化学的一个重要分支，近年来得到了越来越快发展速度。它与超分子化学联系紧密，超分子化学的成果在国内外都受到了很大的关注，在催化、吸附等方面都有很好的运用[5]。配位化学作为研究的前沿，在很多研究领域都取得了长久发展，与其他学科产生了联系，成为了各个领域的研究焦点。
近年来，合成化学的迅速发展和新的配合物的大量涌现重新巩固了化学的社会地位，因而，我国的配合物合成基础研究已成为世界的焦点。现代无机合成作为无机化学以及合成化学的重要组成部分，在化学界拥有很高的地位，与传统的合成方法不同。目前，在无机化学领域，每天都会成百上千的配合物被研究出来。由此可见无机合成为人类社会所带来的影响是很大的。合成化学作为焦点对象，与人类社会的各个方面都息息相关[610]。
羧酸类金属配合物在医学上的运用很广，以前癌症属于不治之症，羧酸类金属配合物的出现，改变了人们癌症的看法，它对癌细胞有抑制作用，尽管人们对它的抗癌机没有那么清晰透彻，但是随着科技的发展，这些谜团都会解开，也会出现更有效的配合物来改变人们的生活[11]。
配位化合物中配位键的键能比共价键低，因此配位反应对反应温度、反应物的酸碱度、溶剂、阴离子和阳离子等物理和化学因素更为敏感和脆弱。配合物具备高度有序的化学构造，通过键与键之间的相互作用将金属离子与其他性能联系起来[1216]。
随着高新技术的日益发展，配合物为社会带来的经济效益也越来越大，发展的范围也越来越广，尤其是在材料领域受到很高的的关注度。
羧酸类配体的配方式繁杂，配位能力很强[17]。到现在为止羧酸类配体都是化学界的焦点对象，并且金属羧酸类配位化合物能够用于催化领域、物理吸附和光磁领域，此外该类配合物还具有许多其他的功能[1819]。
地壳元素含量中锆元素位居第二十位，主要以锆英石的形式存在与自然界中，经过工艺制造做成不同种类的氧化锆，氧化锆的化合物性能优越，化学稳定性很强，它的化学性能及物理性能的应用非常丰富，在高新材料领域的应用与开发也被国家重点支持鼓励开发利用[20]。
本章论文研究合成配合物将选用Zr(IV)金属盐来进行合成，因为锆的化合物具备很多优势性能，如氯化锆吸附量很大、热稳定性好、耐高温、可塑性好等，配合物可以显现出其包含元素的性能，结合这一优点，选用锆化合物来参与配合物的合成实验就具备了一些优势。氯化锆在一些高新技术领域应用很广，比如原子能领域、核反应、机械、通讯等领域都有着应用[20]。
1.2 配合物的骨架结构及分类
1.2.1配合物的骨架结构
配位化学在各个领域的发展，使得配合物带来的价值得到了很大的提升，国内外许多研究者对其感兴趣[21]。由于复合物的结构非常复杂，需要对其结构进行简化分析，介绍了拓扑理论。金属离子和配体之间的连接被抽象成连接[22]。按照空间构造所反映的信息，将晶体结构看作一种易于辨认的拓扑结构。从拓扑学的角度来看配合物的空间构造的分为三大类：一维链（线性链、螺旋链、双链、轨道型等）；二维分层（方形、菱形、蜂窝型等）；三维网络（八面体、菱形结构、内插结构等）[29]。
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