氢键组装的多功能动态微孔金属-有机框架(HMOF)的构筑与性能研究

本课题设计以具有良好氢键给体或同时兼顾氢键给体和受体的半刚性和半柔性的三齿螯合型配体，与d10过渡金属离子和/或特定稀土离子按一定的化学计量比反应，通过氢键自组装或间隔基团参与组装构筑一系列具有微孔的氢键金属-有机框架（Hydrogen-bonding Metal-Organic Frameworks简称HMOFs）,进一步深入研究它们的动态框架在选择性气体吸附和分离，适形小分子锢囚与释放等类呼吸效应，以及其伴随客体分子离去和进入时的结构可逆变化，动态转换等性能,并对它们的光致发光、及非线性光学等方面进行系统研究。

金属-有机框架（MOF）通常具有长程有序的微孔结构，所以对各种气体分子有很好的吸附、储存与分离应用前景。我们选择使用三角架-形配体组装得到了四个二维和三维的金属-有机框架系统地研究了其金属-有机框架化合物的组装规律，为制备比较少见的Ag-MOF提供参考。使用T-形配体还得到了两个全新拓扑的结构，并研究了它们的结构特点、气体吸附和分离性能。通过比较，证实具有吡啶-N-氧化物端基的结构对CO2显示特别强的亲和能力，使这种结构具有很大的CO2吸附焓值，表现出良好的CO2/CH4、CO2/N2气体吸附分离比；使用理论模拟手段，证明这类结构中的吡啶-N-氧化物基团原子是CO2的优先吸附位点。