2021新型AgL MOFs材料的合成

1、新型AgL MOFs材料的合成摘要金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks)简称MOFs是由中心金属离子和多功能有机配体自组装而形成的晶态的配位聚合物，这种配位聚合物典型的特点是具有三维孔洞结构。自从二十世纪90年代首次被科学界关注以来，到今天，已经在催化、荧光、气体吸附和存储、物质分离等方面取得了长足的发展。本文介绍的MOFs材料采用的原料包括：5-氨基烟酸、邻菲罗啉、NaOH、AgNO3、CuCl2以及去离子水。将这些原料按照一定顺序和比例混合在一起，用水热合成法合成金属有机骨架材料。不过合成的材料并非多金属多配体骨架材料，经过四圆单晶衍射分析，红外分析以及热重结

2、果，我们发现：利用此方法所合成的MOFs仅仅是一个单金属单配体的骨架材料。不过，从分析结果来看，该配位化合物的结构非常有趣。关键词：配位聚合物；金属有机骨架材料；邻菲罗啉ABSTRACTMOFs, short for Metal-organic frameworks, are a kind of ligandpolymers self-assembled by central metal ions and multifunctional organic ligands. Three-dimensional pore structure is its typically characterist

3、ic. This material was concerned for the first time in the 1990s.It has made considerable progress in the aspect of catalysis, fluorescence, gas adsorption and storage and physical separation, etc.Raw materials of the MOFs mentioned in this paper include 5-Aminonicotinic acid, Phenanthroline, NaOH, A

4、gNO3, CuCl2 and deionized water. These row materials are mixed together in a certain ratio and order to synthesize mental organic framework by hydrothermal synthesis method. However, the synthetic materials are not multi-metal and multi-ligand framework materials but a single-metal and single-ligand

5、 framework materials after the analysis of XRD, FTIR and TGA.Nevertheless, this coordination compound is still very interesting.Key word: coordination polymer; Metal-oranic frameworks; 1,10-Phenanthroline monohydrate1 前言材料是人类赖以生存和发展的物质基础。从古至今，材料的发展经历了一个从简单到复杂的过程，从最初的木材石头到青铜钢铁，再到现在的陶瓷合金等等复合材料，材料的性能逐渐

6、提高。于此同时，材料的种类也日益繁多了起来，从物理化学属性来分：金属材料、无机非金属材料、高分子材料。从用途来分：可分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。在材料课程上我们常常将材料分为结构材料和功能材料，多孔材料作为众多功能材料的一员，因为其特殊的吸附性能而在最近几十年被科学家们的亲睐。千百年来，人们就已经开始将多孔材料运用到日常的生活当中了，如酒瓶的软木瓶塞。先如今，多孔材料发挥着越来越重要的作用。人们不仅仅只运用现有的多孔材料来进行生产和生活，很多科学家早已开始尝试自己制作多孔材料，而且获得很大的成功，用途极其广泛，小到随处可见的高分子泡沫材料的杯子，达到飞机

7、座舱的减震垫。另外，多孔材料因为其优越的机械性能、阻隔性能、光电性能、化学性能、吸附性能、渗透性能等而受到越来越多的科学家的关注。1.1 金属有机骨架材料简介金属有机骨架材料是一种由金属离子或金属簇与桥联配体自组装形成的晶态的具有空间三维空洞结构的配位聚合物，通过金属-配体的相互作用形成一类有重复性网络结构的多孔材料1。图1.1可以形象的描述中心金属原子与多齿配体自组装形成的配位聚合物的过程。图1.1 中心原子与配体自组装过程示意图。MOFs是一种有机-无机杂化材料，它的主体结构是由次级结构单元与有机连接体的相互作用形成的。形象的讲，MOFs材料如同生物体内的蛋白质分子，蛋白质是由氨基酸以脱水

8、缩合的方式组成的多肽链经过盘区折叠形成的具有一定空间结构的物质，改变氨基酸的种类和排列顺序，以及肽链的曲折方式都可以使蛋白质具有不同特性。而MOFs材料是由中心金属与有机配体自组装形成的，它的孔径的形状和大小也可以通过选择不同中心金属和有机配体来改变。1.1.1金属有机骨架材料的分类(1) 含氮杂环有机配体的MOFs。含氮杂环有机配体种类有很多：咪唑类(如5-氯苯并咪唑、2-硝基咪唑)、吡啶类（2,2-联吡啶、4,4-联吡啶以及邻菲罗啉）等等。这一类配体与中心金属形成的配位聚合物多为一维和二维的结构，配位聚合物之间通过含氮杂环之间的-键相互连接，配位聚合物分子间的氢键也起到了一定连接作用。如大

9、连理工大学的前辈研究的咪唑-羧酸配体的金属有机材料2。他们设计了三种含有咪唑的基团的的刚性有机配体X-(5,7-dioxopyrrolo3,4-fbenzimidazole-6-yl)benzoic acid (X =4,H24-DPBB; X =3,H23-DPBB; X = 2, H22-DPBB)，并且将三种配体分别与多种过渡金属形成九种新合成的配位聚合物，通过熔融柠檬酸与中心金属合成的两种新颖的配位聚合物其结构明显不同于水热合成法所得到的产物，它具有良好的热稳定性和空间三维结构。(2) 含羧基有机配体的MOFs羧酸有机配体大体分三类：脂肪羧酸、芳香羧酸以及氮杂环羧酸。脂肪羧酸有：酒石酸

10、、草酸（乙二酸）、琥珀酸（丁二酸）等。芳香羧酸主要有：对苯二甲酸及其衍生物，均苯三甲酸、联苯二酸、苯三苯甲酸及其衍生物。氮杂环芳香羧酸有：烟酸（维生素B3、尼克酸）、吡啶羧酸、呋喃甲酸、吡嗪羧酸等。(3) 含两种有机配体的MOFs含有两种有机配体的MOFs材料可以分为两类，一是含有两种羧基配体的MOFs，较之前的含有单一的羧基MOFs 材料，它的合成过程也更加复杂一些，这一类MOFs材料的性质较之前也会有很大的不同。另一个是含氮杂环和羧基混合配体的MOFs，这一类MOFs材料的维数一般较低，但它也有很多新的特性，羧基的加入使得该类型MOFs材料的骨架较单一含氮杂环MOFs更加稳定，经过近几年的

11、不断研究，大量该类型的MOFs也被不断研究合成。(4) 含两种金属的MOFs随着对MOFs的深入研究，MOFs已经从单一金属向多种金属共存的方向发展，这大大增加了MOFs的多样性，当前两种金属共存的MOFs可以是：碱金属与过度金属共存、混合过渡金属共存、稀土金属与过度金属混合。1.1.2金属有机骨架材料的特点MOFs英文全称是Metal-Organic Frameworks ，就单个单词的解释我们就可以看出它是一个金属和有机物质的组合体，即涉及了无机有涉及了有机，它的这个特性使得MOFs这个组合体有了很多其它材料所没有的性质。从无机（金属中心离子）角度。MOFs材料的中心金属离子选择范围非常广

12、泛，很多稀土金属、过渡金属以及主族金属都可以与有机配体结合形成具有三维网络的重复的空间网状配位聚合物。除了作为空间结构骨架的节点，金属的选择的多样性还为MOFs材料的发展研究提供很大的空间，不同金属的特有的性质也为MOFs材料赋予了特殊的特性，如荧光，磁性，催化方面等。从有机（有机配体）角度。我们通过选择合适的侨联配体与中心金属作用形成重复的空间三维网络结构，有机配体在这个过程中起到桥梁的作用，它连接了两个同种或异种中心金属，从而实现了有规律的空间网状结构，从而使MOFs 材料有了美丽的外观特征。另外，有机配体选择的多样性以及其不同配位方式也使得MOFs材料更加的多样化。我们还可以通过修改有机

13、配体上的官能团从而实现对MOFs材料进行间接的修改3，使其的性能更加优异。合成过程比较方便，自从90年代首次合成出来以后，到现在已经有大量的MOFs材料通过简单方便的合成方式被合成出来。孔隙率高、孔大小可调控、密度低、比表面积大、不易坍塌、化学性质稳定等优良性质。1.2金属有机骨架材料的发展1.2.1金属有机骨架材料的发展历程二十世纪七十年代，第一个具有空间网状结构的化合物普鲁士蓝4被人工合成出来。1989年澳大利亚科学家Robson R首次将空间拓扑学应用于配位化合物的合成分析5，使得新和成的配位化合物的结构分析更加简洁方便，促进了人工合成的研究进程。1999年Yaghi第一次人工合成了金属

14、有机骨架化合物MOF-56材料，对于金属有机骨架材料的研究具有里程碑式的意义。图1.2 MOF-5材料的结构图和拓扑图2004年-2005年法国的Ferey小组7成功的将计算机模拟和目标化学应用到MOFs的研究合成中，这一举动解决了单晶X射线衍射对大型单胞体积不能识别的问题。他们借助计算机模拟的手段也为MOFs材料的合成拓展了新的方向。目前MOFs材料仍然是一个很热门的研究领域，很多科学家也取得了不菲的成果，但在实际应用领域还是MOFs的一个短板，相信随着对MOFs研究的不断深入，一定可以在这一领域开拓一个庞大而又崭新的市场，对于人们生产和生活都将是一场变革。1.2.2金属有机骨架材料的研究现

15、状现在我们可以将MOFs分为三代8。第一代MOFs的孔洞体系需要借助客体分子来支撑，当客体分子被移除后，孔洞体系将发生崩塌。第二代MOFs的孔洞体系靠自身可以维持，客体分子移除后并不会发生坍塌。第三代MOFs在维持孔洞体系不崩塌的前提下其孔洞的大小可以随着外在条件的变化而变化，如光、温度、压力、磁场等。被称为可以“呼吸”的材料。1.3金属有机骨架材料的发光机理从微观上来说，材料的发光就是电子获得能量从基态跃迁到激发态，再从激发态跃迁回基态释放光子的过程，电子在不同能级之间的跃迁可以获得不同波长的光，如稀土离子的4f轨道中一共有1639个能级，如果对电子的跃迁方式进行排列组合的话，跃迁数目有19

16、9177个9。因而稀土发光材料因可以吸收或发出多种波长的光而在发光材料领域占有重要地位。经过多年的研究，MOFs的发光形式大体可以分为以下三种：一是可以直接产生于有机配体，典型的例子高度共轭的有机配体；二是产生于中心金属，如含有镧系金属的金属有机骨架材料的Antenna效应，即天线效应；三是过度金属离子与未成对电子的淬灭；四是金属与配体间或配体与配体间的电荷转移。所谓的电荷转移跃迁是指电子从一个离子转移到另一个离子上。如Y2O3S中氧离子2p上的电子转移到了Eu3+的4f层上，当电子再返回氧离子时导致了Eu3+受激发而发光。1.3.1稀土发光材料(1) 稀土离子的发光机理。稀土离子的发光性质主

17、要取决其自身4f轨道电子的分布，随着4f轨道电子排布的变化，相对应的稀土离子会表现出不同的电子跃迁形式和多样的能级跃迁。能级跃迁类型有4f能级之间的跃迁、4f-5d能级跃迁以及电荷转移态跃迁（简称CTS）。一般除了Ce3+外的三价稀土离子都属于f-f能级跃迁发光；一些三价和二价稀土离子在紫外区可以观测到4f-5d能级跃迁，如Eu2+、Dy3+、Pr3+、Tb3+等；所谓的电荷转移跃迁是指电子从一个离子转移到另一个离子上。如Y2O3S中氧离子2p上的电子转移到了Eu3+的4f层上，当电子再返回氧离子时导致了Eu3+受激发而发光。(2)稀土发光材料的应用领域到今天，从家里普通的荧光灯到大型商场里的

18、广告牌，从客厅里一台彩色电视机到某些产品上涂抹的荧光防伪材料，稀土发光材料的产品已经进入千家万户，按照用途大致可以分为三类：一是显示用稀土发光材料，如投影管用荧光粉。阴极射线管用荧光粉等；二是照明用稀土发光材料，如白色发光二极管、稀土卤化物发光荧光粉等；三是特征稀土发光材料，如荧光防伪材料，稀土长余辉荧光粉等等。我国是稀土大国，稀土资源非常丰富，这也为稀土行业的发展奠定了基础。1.4金属有机骨架材料的合成方法及影响因素1.4.1金属有机骨架材料的合成方法MOFs材料合成的最基本的要求是保证其稳定的基本骨架结构不发生坍塌，MOFs材料合成的最传统的办法是通过蒸发或冷凝的办法直接从过饱和的溶剂中析

19、出晶体，但这种传统的办法耗时太长，随着合成技术的不断提高，这种方法渐渐的被其他更有优点的合成方法所替代，目前有水热法、电化学法、机械化学法、常压回流法,、层层自组装法，和超声以及微波法等方法。下面就简单介绍几种常见的方法：(1) 水热合成法。水热合成法就是将中心金属离子、有机配体、去离子水、以及其他溶剂成分（如乙醇）等物质加入到反应釜中，密闭处理，放入烘箱中加热的合成方法，反应温度一般在100-200o C之间，在水热条件下，水溶液的黏度大大降低10，反应物可以得到充分的反应，同时很多微溶于水或难溶于水的物质，也会发生溶解，通过自然冷却可以得到很大很漂亮的晶体。但是，这种方法也存在反应时间长，

20、反应机理尚不明确，在密闭的反应釜中，观测不到晶体的生长过程，耗能大等缺点。(2) 扩散合成法。扩散合成法可以分为气相扩散和液相扩散，其原理是将中心金属、有机配体、溶剂A等物质按照一定的比例合成溶液装入一个小烧杯中，再将这个小烧杯放入另外一个盛有目标溶解度小一些的溶剂B的大烧杯中，溶解度小的溶剂B的蒸汽通过蒸发扩散慢慢进入溶剂A中，从而降低目标产物的溶解度，从而析出晶体。这种方法对反应条件要求低，可以得到完整的晶体结构，但是也有耗时长，对反应物来说必须在室温下能溶解等缺点。图1.4.1 扩散合成法的简图(3)机械搅拌法。如果要生产大批次的MOFs材料上述几种方法显然不能满足市场需求，机械搅拌法能

21、就有反应时间短，产量大的优点，如Mller等人合成的Zn-BDC11以及Huang等人合成的MOCP-512都是运用这种方法。但这种方法往往含有很多杂质，因此其合成工序还有待进一步改善。(4)研磨法。研磨法就是反应物放在研磨机上进行研磨，通过研磨过程产生的高温和压力从而使反应物迅速反应得到产物。这种方法产量较大，也是工业上可以使用的方法。(5)层层自组装法。层层自组装法是将中心金属、有机配体、模板剂按一定比例加入到溶剂中。利用分子间作用力自组装形成一维、二维、三维MOFs材料。这种方法可以获得完美晶体，但是其操作过程繁琐，且有耗时很长，结晶度低等缺点。1.4.2金属有机骨架材料合成的影响因素一

22、个材料的合成从开始的原料到最终的成品需要严格控制反应条件，对于MOFs材料来说也是如此，MOFs材料合成的影响因素有：中心金属种类、有机配体类型、溶剂、温度和pH等。其中，金属中心和有机配体对MOFs影响是主要的，金属中心离子的配位数等因素和有机配体空间位阻和反应位点将直接影响MOFs材料构造，改变金属中心和有机配体的类型将直接改变MOFs材料的孔洞结构；MOFs材料合成过程中主要应用的溶剂是去离子水，也有少量非水溶剂在MOFs合成中获得成功，这些非水溶剂主要是碱性溶剂，碱性条件有利于有机配体的去离子化，如DMF，TEA，DEF等都是非水弱碱性溶剂，另外，溶剂的极性，溶解度等因素对于MOFs的

23、合成也会产生影响；在水热合成中反应的温度一般控制在100-200o C之间，温度不应该过高或者过低，温度过低反应不够充分，得不到理想的MOFs材料，温度过高会产生不必要的副产物，这在水热合成中应当极力避免；pH的影响主要体现在对于有机配体的去离子化，pH过高或者过低都不能得到多孔的MOFs材料，或者有机配体得到不充分的去离子化而反应不完全，或者pH过高反应产生氢氧化沉淀。除了上述几种主要影响因素外，反应时间，反应物之间的摩尔比，以及操作的规范性都会影响金属有机骨架材料的合成。1.5金属有机骨架材料的应用1.5.1气体的吸附及储存MOFs材料气体吸附领域最主要的应用是储氢，资源日益紧张的今天，科

24、学家将未来的希望寄存于核能、氢气、太阳能以及风能几种新能源上，但除了核能和风能以外，其它两种新能源看似清洁，但却是实实在在的高耗能产业。氢能在生产、运输、存储、消耗过程中的每一步都需要花费大量的人力和物里来维持，再加上氢气的存储技术还不成熟，这使得氢能在市场上的发展极为缓慢，得不到推广。如果MOFs储氢技术能够替代传统高压存储和超低温液化存储，将大大减少氢能的使用成本。MOFs材料的比表面积大，分子孔径大，是存储气体的良好载体。Yaghi等人开创了MOFs材料在储氢方面13的研究，它们研究的MOFs-5材料在78 K一个大气压条件下吸氢量达到4.5 wt%。在这之后，越来越多的科学家注意到MO

25、Fs材料在储氢方面的性能，但如今所有的MOFs材料在储氢方面都离实际应用标准还有一段距离，因此，MOFs材料在储氢方面的研究还需进一步的研究。1.5.2分子分离MOFs材料在分离方面可以分为气体分离和液体分离，气体分离和气体吸附应用类似，MOFs材料通过对混合气体中的一些气体进行选择性吸附从而达到分离提纯的目的，如Mueller小组合成的HKUST-1材料14对于Kr和Xe稀有气体的吸附程度是不同的，单位时间内对于Xe的吸收量明显大于对Kr气体的吸收量，因此可以对两种气体进行分离。而液体分离方面，MOFs材料可以用做膜分离的分离介质，用于分离一些蒸馏技术所不能分离的液体物质即高温易分解的物质。

26、1.5.3催化MOFs材料在催化领域也有很好的应用，MOFs材料具有很高的空隙率以及很大的比表面，这使得MOFs材料在催化反应中可以提供高密度的催化活性中心。自从第二代MOFs材料的骨架稳定性不需要借助客体分子后，为MOFs材料在催化反应中重复使用创造了条件。另外由于MOFs材料具有可改造性，我们可以尝试改变配体上的官能团从而改善MOFs材料的催化性能。1.5.4荧光方面MOFs材料在荧光方面的典型例子就是稀土发光材料，由于稀土金属特殊电子构型，4f组层可以发生丰富电子跃迁类型和能级跃迁，所以稀土发光材料是良好的发光材料。稀土发光材料在显示方面，照明方面，传感以及光学器件方面都有应用，例如白光

27、LED荧光粉、投影管荧光粉、X射线增感屏荧光粉等等。2 实验部分2.1试验仪器及药品2.1.1试验药品表2.1 主要试剂列表名称规格生产厂家上海晶纯生化科技股份有限公司5-氨基烟酸分析纯NaOH分析纯天津大茂化学试剂厂邻菲罗啉分析纯国药集团化学试剂有限公司AgNO3分析纯上海麦恪林生化科技有限公司CuSO4分析纯济南恒华科技有限公司CuCl2分析纯上海晶纯生化科技股份有限公司2.1.2试验仪器表2.2主要实验仪器规格列表试验仪器型号生产厂家电热恒温鼓风干燥箱DHG-9076A型上海精宏实验设备仪器有限公司四圆单晶X-衍射仪GeminiE型Oxford Diffraction,England热重

28、-差热分析仪DiamondTG/DTA 英国Edinburgh公司电子调节万用电炉DL-1 上海树立仪器仪表有限公司磁力搅拌器79-1 江苏省金坛市正基仪器有限公司分析天平FA2004N 上海菁海仪器有限公司2.2 试验内容2.2.1 第一组试验第一步：用分析天平称取0.4 mmol 的5-氨基烟酸试剂和nmmol 的NaOH 试剂置于50 ml 小烧杯I 中，加入a ml 去离子水，让入磁子搅拌溶解；第二步：用分析天平称取0.5 mmol 的AgNO 3试剂和0.5 mmol 的CuSO 4试剂置于小烧杯I 中，搅拌溶解后加入0.5 mmol 的邻菲罗啉试剂(phen )，和x ml 的乙醇

29、试剂，继续搅拌；第三步：将混合试剂倒入反应釜中，拧紧后放入电热恒温鼓风干燥箱中，设定好时间，温度。待反应结束后，冷却至室温，取出试样。表2.3 试剂用量及结果(温度设定为160o C ,反应时间为5天)2.2.2 第二组试验第一步：用分析天平称取0.4 mmol 的5-氨基烟酸试剂和n mmolNaOH 试剂置于50 ml 小烧杯II 中，加入a ml 去离子水，放入磁子搅拌至溶解；第二步：用分析天平称取0.5 mmol 的AgNO 3试剂和0.5 mmol 的CuCl 2试剂置于小烧杯II 中，搅拌溶解后加入0.5 mmol 的邻菲罗啉试剂(phen )，和x ml 的乙醇试剂，继续搅拌；第

30、三步：将混合试剂倒入反应釜中，拧紧后放入电热恒温鼓风干燥箱中，设定好时间，温度。待反应结束后，冷却至室温，取出试样。表2.3 试剂用量及结果(温度设定为160o C ,反应时间为5天)试剂 5-氨基烟酸(mmol)phen (mmol) AgNO 3 (mmol) CuSO 4 (mmol) NaOH (mmol) H 2O (ml) 乙醇 (ml) 实验结果实验一0.4 0.5 0.5 0.5 0.7 10 0 无定型沉淀 实验二0.4 0.5 0.5 0.5 0.7 5 5 无定型沉淀 实验三0.4 0.5 0.5 0.5 1.0 10 0 蜡状固体 实验四 0.4 0.5 0.5 0.5

31、 1.0 5 5 蜡状固体 试剂 5-氨基烟酸(mmol)(mmol) 3(mmol) 2(mmol) (mmol) 2(ml) 乙醇 (ml) 实验结果 实验一0.4 0.5 0.5 0.5 0.7 10 0 块状晶体 实验二 0.4 0.5 0.5 0.5 0.7 5 5 块状晶体（粗糙）实验三 0.4 0.5 0.5 0.5 1.0 10 0蜡状固体实验四0.4 0.5 0.5 0.5 1.0 5 5 蜡状固体试验过程中通过改变过渡金属盐的种类、NaOH试剂的用量以及乙醇试剂的用量来改变反应条件，通过反应现象我们发现第一组试验中的四组反应没有晶体产生，试验失败。在第二组试验的实验一中产生

32、了漂亮的块状晶体，这也是本文所讨论的MOFs材料；虽然实验二也产生了块状晶体，但其形态不好，不能测出单晶数据，因而不能进行分析讨论，试验失败；试验二、三生成了蜡状的固体，分析原因可能是pH值过高，而产生了其他产物。3 结果与讨论3.1配合物X晶体结构分析结果在进行单晶衍射测定时，当入射线与晶面所称夹角和晶面间距d以及X射线波长满足布拉格方程（公式3.1）时就会产生衍射。2 d sin= n ，n=1,2,3(3.1)对于单晶衍射的测量方法通常分两种，一种是劳厄法：将单晶固定在架台上，即固定入射角的角度使其不变，入射线光束中包含从短到长的各种波长的光，相当于反射球大小连续变化，当倒易点阵与某个反

33、射球相交，则就会形成衍射图样；另一种是转动晶体法：入射光波长不变，通过改变晶面与入射线的夹角来满足布拉格方程，从而产生衍射图样15。四圆单晶衍射仪中的四圆分别为圆：安装晶体测角头转动的圆；圆：支撑测角头的垂直圆，测角头在此圆上运动；圆：使圆绕垂直轴转动的圆；2圆：计数器在这个圆上运动，此圆与圆同轴。四圆用于调节晶面的取向，当晶面满足衍射条件时，通过调节2圆使衍射线被计数仪记录下来，相关电子计算机经过处理分析后可以准确的测定晶体的晶格参数。在电子显微镜下选出大小合适的晶体0.70 0.15 0.12 mm，并将晶体用凡士林固定在玻璃片上，放在四圆X射线单晶衍射仪上，用单色化的石墨Mo-K射线(=

34、0.07107 nm)进行辐射，收集衍射数据。使用CrysAlisPro程序对得到的单晶衍射数据进行分析处理，然后使用SHELX程序对化合物使用直接法解出它的结构，对非氢原子的坐标和各向异性温度因子运用全矩阵最小二乘法进行精修，所有的计算在PC机上用SHELX程序包完成，所得的晶体学数据呈现在附录表3.1中，得到晶体的键长附录表3.2与键角的数据列于附录表3.3。3.2配合物X的红外光谱分析在化学方面的研究中，红外可以用作分子结构的研究，根据红外光谱能测得物质的分子键长及键角，从而推断出分子的空间立体结构，但最主要的作用是用于化学成分的研究，根据红外光谱的吸收峰的位置、强度以及形状可以判断被表

35、征物质的构造以及各组成基团的组分和含量。用一定频率的红外光谱照射某物质时，如果其分子中的某些基团的振动频率与红外光谱频率一致，就会发生红外光谱的吸收；或者分子中的偶极矩的震动频率与红外光谱频率一致时，也会发生红外光谱的吸收17。根据红外波长的大小，我们可将红外分成三个区域：表3.4 红外光谱区分类名称近红外0.75-2.5 12820-4000中红外 2.5-25 4000-400远红外25-300 400-33 红外光谱除了用波长来表示外，通常还可以用波数表示，和的关系是：(cm-1)=1/(cm)(3.2)将样品与KBr混合均匀，研磨并压片然后进行红外测定，测得数据用origin8.0作图

36、（图3.2）。3.3配合物X的热重分析在50-800的范围内，鼓风吹入干燥空气，升温速度为10/min，以干燥的空坩埚为参照对象，进行热重分析。灰色曲线为配合物的热重曲线。通过对数据进行origin作图见图3.3，我们可以发现该样品在100以前有一次失重现象，这是因为样品中的少量游离水在温度逐渐接近沸点是蒸发所致；第二次失重发生在380左右，这是由于C，N，O，H，Cl等元素变成气体挣脱了出来，MOFs骨架发生坍塌。结论本文以Ag和Cu作为金属中心，以5-氨基烟酸和邻菲罗啉作为有机配体，以去离子水作为反应的溶剂，诣在合成一个多金属多配体的MOFs材料，对反应产物进行表征分析，我们得出以下结论：

37、(1)通过分析配合物的晶体结构，我们发现中心金属Cu和有机配5-氨基烟酸并未参与到水热反应中，产物中只有金属Ag和邻菲罗啉以及Cl元素的配位形式。(2)用Mercury软件以及dimond软件画出配合物的晶体结构，我们可以发现中心金属Ag有两种配位模式，一种是Ag1,它一方面与邻菲罗啉上的两个配位原子N进行配位，同时，还与两个Cl进行配位，形成一个四面体构型，配位数是4；另一种是Ag2,它与三个Cl发生配位，形成一个平面三角构型，配位数是3。(3)根据红外数据我们可以证明该配合物是邻菲罗啉与Ag形成的配位化合物；根据热重数据，理论失重数据与实验失重数据相差不大，相对误差为2.0%。因此我们可以

38、进一步确定该配合物分子式是C12H8Ag2Cl2N2(4)在合成过程中，我们虽然应用了两种金属离子和两种有机配体，但产物中并未得到期望中的多金属多配体的MOFs材料，仅仅得到了单金属单配体的配合物，因此，在反应条件的探索方面还需要做进一步的努力。参考文献1 仲崇立, 刘大欢, 杨庆元. 金属-有机骨架材料的构效关系及设计M. 北京:科学出版社. 2013: 1-22 杨静思. 基于咪唑/羧基功能基团配体的MOFs化合物的研究D. 大连理工大学. 2012: 7-93 Kandiah M, Nilsen M H, Usseglio S. Synthesis and Stability of Ta

39、gged UiO-66Zr-MOFs. Chem. Mater. 2010, 22, 663266404 Bruser H J, Schwarzenbach D, Petter W, et al. The crystal structure of Prussian Blue: Fe4Fe(CN)63?xH2O J. Inorganic Chemistry. 1977, 16: 270427105 Hoskins B F, Robson R. Infinite polymeric frameworks consisting of threedim-ensionally linked rod-like segments J. Journal of the American Chemical Societ