臺灣博碩士論文加值系統

本論文研究主題為利用一般傳統合成法來形成金屬有機骨架(Metal-organic frameworks MOFs)之金屬配位聚合物，並利用紅外線光譜儀(IR)、元素分析儀(EA)、X光單晶繞射儀(X-ray)，鑑定化合物的組成結構與性質量測。使用熱重分析儀(TGA)和in-situ X光粉末繞射(PXRD)研究化合物的熱穩定性；也利用比表面積氣體吸附儀(BET)來探討化合物對氣體的吸附性質。本論文所使用的有機配基包括：
2,5-bis(4’-(imidazol-1-yl)benzyl)-3,4-diaza-2,4-hexadiene (ImBNN)為主要的含氮配基，成功的合成出兩個系列的金屬配位聚合物：
(一) [Co1.5(ImBNN)3(Cl)3] ∙ 3CH3OH ∙ 5H2O (1)
[Co1.5(ImBNN)3(Cl)3] ∙ 2CH3OH ∙ 2H2O (2)
(二) [Zn(ImBNN)Cl2] ∙ MeOH (3)
[Zn4(ImBNN)4Cl8] (4)
[Zn(ImBNN)2Cl] ∙ ClO4 (5)
在第一系列中的化合物(1)(2)中是以Co2+離子為中心金屬，與四個含氮配基ImBNN配位，四個ImBNN當作架橋配基向外延伸可以得到二維的菱形格子的層狀的結構，而這兩個金屬配位聚合物為isostructure，其不同處就在於客體分子的不同，分別是CH3OH /DMF及CH3OH /DMSO，而二維結構之間會藉由氫鍵及π-π堆積作用力來形成三維的超分子骨架。
在第二個系列中，化合物(3)是以Zn2+金屬離子為金屬中心，與兩個含氮配基ImBNN配位，兩個ImBNN當作架橋配基向外延伸可以得到一維的彎曲的鍊狀結構，其中中心金屬會在與兩個氯原子配位形成四配位近似於tetrahedral的配位環境，一維鍊狀結構與一維鍊狀結構之間在藉由著π-π堆積作用力及氫鍵作用力形成三維的超分子骨架，而在骨架中會發現到會有客體的甲醇分子存在其中，而化合物(4)的是具有相同的分子結構，金屬中心都是屬於四配位近似於tetrahedal的配位環境，並且也是利用兩個ImBNN配基當作架橋向外延伸，形成一維的彎曲的結構，而化合物(4)也是利用π-π堆積作用力及氫鍵作用力形成三維的超分子骨架，而在化合物(5)中是利用與四個含氮配基ImBNN配位，四個ImBNN當作架橋配基向外延伸可以得到二維皺摺的菱形格子的層狀結構，另外中心金屬離子會在與一個氯原子配位形成五配位的配位環境，二維結構與二維結構之間會利用π-π堆積作用力及氫鍵作用力形成三維的超分子骨架，並且在結構中會發現到客體分子perchloride的存在。
本論文中，將會詳細的探討實驗合成方法、結構組成，並且利用熱重分析儀來研究其熱穩定性，再藉由in-situ X光粉末繞射儀來觀察金屬錯合物在不同溫度下的結構變化。

本文之圖表目錄 I
附錄之圖表目錄 VI
中文摘要 VII
第一章緒論 1
1-1 前言 1
1-2 配位基簡介 10
1-2.1 ImBNN 10
1-3 研究方法 17
1-3.1 實驗合成 17
1-3.2 試藥及儀器 18
1-3.3 熱分析 19
1-3.4 比表面積氣體吸附分析 20
1-4 研究方向及成果 24
第二章含Co2+、ImBNN的金屬錯化合物之結構解析與性質量測 25
2-1 實驗合成步驟 25
2-1.1{[Co1.5(ImBNN)3(Cl)3]⋅3CH3OH⋅5H2O }∞的合成與鑑定 26
2-1.2{[Co1.5(ImBNN)3(Cl)3]⋅2CH3OH⋅2H2O }∞的合成與鑑定 27
2-2 晶體數據之收集與處理 28
2-2.1 {[Co1.5(ImBNN)3(Cl)3]⋅3CH3OH⋅5H2O }∞的晶體數據之收集與處理 28
2-2.2 {[Co1.5(ImBNN)3(Cl)3]⋅2CH3OH⋅2H2O}∞的晶體數據之收集與處理 29
2-3 結果與討論 30
2-3.1 實驗合成 30
2-3.2 {[Co1.5(ImBNN)3(Cl)3]⋅3CH3OH⋅5H2O }∞及{[Co1.5(ImBNN)3(Cl)3]⋅2CH3OH⋅2H2O}∞之結構解析 31
2-3.3 熱分析 41
2-3.4 熱分析總結 43
2-3.5 In-situ X-ray粉末繞射實驗 44
2-3.6 比表面積氣體吸脫附實驗 46
第三章含Zn2+、ImBNN的金屬錯化合物之結構解析與性質量測 47
3-1實驗合成步驟 47
3-1.1 {[Zn(ImBNN)Cl2]⋅CH3OH}∞的合成與鑑定 49
3-1.2 {[Zn4(ImBNN)4Cl8]}∞的合成與鑑定 50
3-1.3 {[Zn(ImBNN)2Cl]⋅ClO4}∞的合成與鑑定 51
3-2 晶體數據之收集與處理 52
3-2.1 {[Zn(ImBNN)Cl2]⋅CH3OH}∞的晶體數據之收集與處理 52
3-2.2 {[Zn4(ImBNN)4Cl8]}∞的晶體數據之收集與處理 53
3-2.3 {[Zn(ImBNN)2Cl]⋅ClO4}∞的晶體數據之收集與處理 54
3-3 結果與討論 55
3-3.1 實驗合成 55
3-3.2 {[Zn(ImBNN)Cl2]⋅CH3OH}∞之結構解析56
3-3.3 {[Zn4(ImBNN)4Cl8]}∞之結構解析 62
3-3.4 {[Zn(ImBNN)2Cl]⋅ClO4}∞之結構解析 70
3-3.5 熱分析 77
3-3.6 熱分析總結 80
3-3.7 In-situ X-ray粉末繞射實驗 81
第四章 總結 84
4-1 晶體比較與實驗結果討論 84
4-2 結論 86
參考文獻 87
附錄 90

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