跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(216.73.216.134) 您好!臺灣時間:2025/12/21 13:37
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:柏相宇
研究生(外文):PAI, HSIANG-YU
論文名稱:以萘醯亞胺雙吡啶與具取代基之對苯二甲酸製備鋅金屬有機框架 : 合成、結構鑑定、氣體吸附與揮發性有機物以及硝基化合物感測
論文名稱(外文):Zinc-Organic Frameworks Constructed from a 1,8-Naphthalimide-Based Bispyridyl Ligand and 2-Substituted Benzene-1,4-dicarboxylic Acids: Synthesis, Structures, Gas Adsorption, and Detection of Volatile Organic Compounds and Nitro Compounds
指導教授:吳景雲
指導教授(外文):WU, JING-YUN
口試委員:郭明裕江明錫
口試委員(外文):KUO, MING-YUCHIANG, MING-HSI
口試日期:2018-07-05
學位類別:碩士
校院名稱:國立暨南國際大學
系所名稱:應用化學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:123
中文關鍵詞:金屬有機框架螢光硝基化合物二氧化碳
外文關鍵詞:metal-organic frameworkfluorescencenitro compoundcarbon dioxidezinc
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:213
  • 評分評分:
  • 下載下載:19
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究透過鋅鹽、萘醯亞胺雙吡啶橋接配體N-(pyridin-3-ylmethyl)-4-(pyridin-4-yl)-1,8-naphthalimide (NI-mbpy-34)和二酸 (對苯二酸、2-胺基對苯二酸、2-硝基對苯二酸)利用溶劑熱反應合成出一系列金屬有機框架化合物 [Zn2(1,4-bdc)2(NI-mbpy-34)] (1,1,4-H2bdc = benzene-1,4-dicarboxylic acid)、[Zn2(NH2-1,4-bdc)2(NI-mbpy-34)] (2,NH2-1,4-H2bdc = 2-aminobenzene-1,4-dicarboxylic acid)、[Zn(NO2-1,4-bdc)(NI-mbpy-34)] (3,NO2-1,4-H2bdc = 2-nitrobenzene-1,4-dicarboxylic acid)。化合物1為具有孔洞性的三角稜柱型二維層狀結構,孔洞佔有率為24.8%。化合物2為具有孔洞性的簡單立方型三維層柱狀結構,具有二次互穿的特性,孔洞佔有率為27.0%。化合物3為簡單立方型三維層柱狀結構,不具有孔洞性。
  化合物1、2表現出對CO2及N2的吸附能力,化合物1、2在195K、P/P0 = 1時對CO2的吸附值分別為69.5 cm3/g、94.4 cm3/g,在77K、P/P0 = 1時對N2的吸附值分別為24.7 cm3/g、9.5 cm3/g。
化合物1、3可用於偵測硝基化合物。有機金屬框架與硝基化合物透過分子間π–π作用力或是氫鍵彼此靠近,經電子轉移機制將主框架的電子轉移至缺電子的硝基化合物上,造成螢光焠熄,達到偵測的效果。螢光感測實驗證實化合物1、3之甲醇懸浮液加入2-硝基苯酚,3-硝基苯酚,4-硝基苯酚,4-硝基甲苯,2,4-二硝基甲苯和1,4-二硝基苯有明顯的螢光焠熄,但是加入硝基苯和烷基類硝基化合物如硝基甲烷和2,3-二甲基-2,3-二硝基丁烷則無法有相同的螢光焠熄效應,具有選擇性感測的潛力。
我們也研究了有機金屬框架化合物1和3對蒸氣相硝基及有機小分子的吸附能力,實驗結果顯示並無明顯的螢光焠熄表現,因此沒有感測能力。
  對氣相碘分子之吸附研究顯示化合物1可吸附碘分子後並造成螢光焠熄達到50%以上,晶體顏色也明顯的轉變為咖啡色。此外,碘分子亦可完全自化合物1脫附,使化合物1具有重複使用的潛力。

 A series of fluorescent metal-organic frameworks (MOFs) [Zn2(1,4-bdc)2(NI-mbpy-34)] (1, 1,4-H2bdc = benzene-1,4-dicarboxylic acid)、[Zn2(NH2-1,4-bdc)2(NI-mbpy-34)] (2, NH2-1,4-H2bdc = 2-aminobenzene-1,4-dicarboxylic acid)、[Zn(NO2-1,4-bdc)(NI-mbpy-34)] (3, NO2-1,4-H2bdc = 2-nitrobenzene-1,4-dicarboxylic acid) consisting of Zn(II), N-(pyridin-3-ylmethyl)-4-(pyridin-4-yl)-1,8-naphthalimide (NI-mbpy-34), and dicarboxylates were synthesized. Compound 1 is a 2D layer structure of trigonal prismatic cages with porosity of 24.8%. Compound 2 is a 3D primitive cubic type pillared-layer framework with porosity of 27.0%, which is 2-fold interpenetration. Compound 3 is a 3D nonporous primitive cubic type pillared-layer framework.
 Compounds 1 and 2 have shown moderate CO2 adsorption abilities, with values of 69.5 cm3/g and 94.4 cm3/g, respectively, at 195 K and P/P0 = 1, but poor N2 uptakes, with values of 24.7 cm3/g and 9.5 cm3/g, respectively, at 77 K and P/P0 = 1. After adding nitro compounds to methanol suspensions of 1 and 3, their luminescence emissions would be efficiently quenched by a series of nitroaromatics, involving 2-nitrophenol (2-NP), 3-nitrophenol (3-NP), 4-nitrophenol (4-NP), 4-nitrotoluene (4-NT), 2,4-dinitrotoluene (2,4-DNT) and 1,4-dinitrobenzene (1,4-DNB), but not by nitrobenzene (NB) and aliphatic nitro compounds, such as nitromethane (NM) and 2,3-dimethyl-2,3-dinitrobutane (DMNB).
We have further studied on vapor-sensing of 1 and 3 toward volatile nitro and organic compounds. The results show that the emissions of zinc MOFs did not effectively affected by both series of analytes, leading to inefficient detection for volatile nitro and organic compounds.
Studies on adsorption of volatile iodine showed that 1 can adsorb iodine molecules, resulting in significant crystal color change from colorless to brown and more than 50% fluorescence quenching.

摘要.................................................................................................................................i
Abstract.........................................................................................................................iii
目次................................................................................................................................v
表目次.........................................................................................................................viii
圖目次...........................................................................................................................ix
第一章 緒論…………………………………………………………………………1
1-1 超分子化學………………………………………………………………….1
1-1-1氫鍵(hydrogen bonding)………………..……………………….........2
1-1-2 π‒π 作用力 (π–π stacking) ……………………………….…………2
1-1-3凡得瓦力 (van der Waals forces) ……………………………………3
1-2 分子自組裝…………………………………………….…………………… 5
1-3 金屬有機框架 (Metal-Organic Framework,MOF)…………..………… 7
1-4 氣體吸附及相關文獻………………………………………………………. 8
1-5 硝基化合物感測及相關文獻…………………………………………… 10
1-6 有機小分子的感測及相關文獻…………………………………………...13
1-7 碘的吸附及相關文獻…………………………………………………… 14
1-8 水熱合成法………………………………………………………………... 16
第二章 研究動機…………………………………....................................................17
第三章 實驗部分…………………………………………………………………… 18
3-1 儀器………………………………………………………………………... 18
3-2 藥品………………………………………………………………………... 19
3-3 合成反應…………………………………………………………………... 21
第四章 結果與討論……………………………………………………..…………..27
4-1 化合物1之結構與物性探討 ……………………………………………...27
4-2 化合物2之結構與物性探討……………………………………………... 32
4-3 化合物3之結構與物性探討……………………………………………... 37
4-4 化合物1、2對CO2吸附能力探討…………………………………………42
4-5 化合物1、3之懸浮液對硝基化合物之螢光感測…………………………45
4-6 化合物1、3對硝基化合物之蒸氣吸附螢光感測………………………... 59
4-7 化合物1、3對有機小分子之氣相螢光感測………………………………62
4-8 化合物1、3對碘蒸氣吸附之螢光感測…………………….………...……65
第五章 結論………………………………………………………………………… 70
參考文獻…………………………………………………………………………….. 71
附錄………………………………………………………………………………….. 75
附錄1 1H NMR 圖譜………………………………………………………….. 75
附圖1-1 化合物NI-mpy-Br之1H-NMR (DMSO-d6) 圖譜…….…...…75
附圖1-2 化合物NI-mbpy-34之1H-NMR (DMSO-d6) 圖譜…...…… 76
附錄2 MALDI-TOF 質譜圖 …………………………………………………77
附圖2-1 化合物NI-mpy-Br之質譜圖………………………………….. 77
附圖2-2 化合物NI-mbpy-34之質譜圖………………………………… 78
附錄3 紅外線光譜圖..………………………………………………….……..79
附圖3-1 NI-mpy-Br之紅外線光譜圖…………………………………..79
附圖3-2 NI-mbpy-34之紅外線光譜圖…………………………………80
附圖3-3 化合物1之紅外線光譜圖 ……………………………………..81
附圖3-4 化合物2之紅外線光譜圖…………………………………….. 82
附圖3-5 化合物3之紅外線光譜圖…………………………………….. 83
附錄4 元素分析……………………………………………………………… 84
附圖4-1 NI-mpy-Br (20170414-OU-1)之元素分析...................................84
附圖4-2 NI-mbpy-34 (20170414-OU-2)之元素分析.................................85
附圖4-3 化合物1 (180320-BXY-Chu477) 之元素分析(樣品加熱去除客
分子)………………...………………………………………..…86
附圖4-4 化合物2 (180320-BXY-Chu456) 之元素分析(樣品加熱去除客
分子)…………………………………………………...……..…87
附圖4-5 化合物3 (180320-BXY-Chu520) 之元素分析(樣品加熱去除客
分子)………………………………………………...………..…88
附錄5 晶體數據………………………………………………………………. 89
附表5-1-1 化合物1之X光單晶繞射實驗數據條件……………………89
附表5-1-2 化合物1之原子位置參數…….…………………...…………90
附表5-1-3 化合物1之鍵長及鍵角……..………….………….…………92
附表5-1-4 化合物1之熱運動參數……………….…………..………….98
附表5-2-1 化合物2之X光單晶繞射實驗數據條件…….…....….……100
附表5-2-2 化合物2之原子位置參數……………..................................101
附表5-2-3 化合物2之鍵長及鍵角………………..…..……….……….103
附表5-2-4 化合物2之熱運動參數…………………………...………...108
附表5-3-1 化合物3之X光單晶繞射實驗數據條件…...……..…….…109
附表5-3-2 化合物3之原子位置參數…………….…………..…….......110
附表5-3-3 化合物3之鍵長及鍵角…………………….……...………..113
附表5-3-4 化合物3之熱運動參數…………….……………...…….….121

1.Lehn, J. M. Science 1985, 227, 849856.
2.(a) Desiraju, G. R. Crystal Engineering, Elsevier, Amsterdam, 1989. (b) Etter, M. C. Acc. Chem. Res. 1990, 23, 120126.
3.(a) Christoph, J. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 2000, 38853896. (b) Ferguson, S. B.; Sanford, E. M.; Seward, E. M.; Diederich, F. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 54105419.
4.Muller, P. Pure Appl. Chem. 1994, 66, 10771084.
5.McGuirk, C. M.; Katz, M. J.; Stern, C. L.; Sarjeant, A. A.; Hupp, J. T.; Farha, O. K.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 919–925.
6.Tapan, K. P.; Dinesh, D.; Senthilkumar, S.; Subhadip, N. Inorg. Chem. 2016, 55, 7835–7842.
7.Wang, R.; Liu, X.; Qi, D.; Xu, Y.; Zhang, L.; Liu, X. Inorg. Chem. 2015, 54, 10587–10592.
8.Ye, Y.; Xiong, S.; Wu, X.; Zhang, L.; Li, Z.; Wang, L. Inorg. Chem. 2016, 55, 292–299.
9.Reece, G. M.; Peter, D. S.; Cameron, J. K.; Sally, B. Inorg. Chem. 2016, 55, 6195–6200.
10.Xue, D. X.; Youssef, B.; Osama, S.; Jiang, H.; Adil, K.; Amy, J. C.; Mohamed, E. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 5034–5040.
11.Alezi, D.; Belmabkhout, Y.; Suyetin, M.; Prashant, M. B.; Łukasz, J. W. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 13308–13318.
12.Sajal, K.; Soumyabrata, G.; Soumava, B.; Kapil, T.; Himanshu, S. J.; Sanjit, K. Chem. Mater. 2015, 27, 5349–5360.
13.Li, X.; Yang, L.; Zhao, L.; Wang, X. L.; Shao, K. Z.; Su, Z. M. Cryst. Growth Des. 2016, 16, 4374–4382.
14.Abhijeet, K.; Chaudhari, S. S.; Nagarkar, B. J.; Sujit, K. G. Cryst. Growth Des. 2013, 13, 3716–3721.
15.Wang, K.; Tian, X.; Jin, Y.; Sun, J.; Zhang, Q. Cryst. Growth Des. 2017, 17, 1836–1842.
16.Kim, T. K.; Lee, J. H.; Dohyun, M.; Moon, H. R. Inorg. Chem. 2013, 52, 589–595.
17.Song, J. H.; Kim, Y.; Lim, K. S.; Kang, D. W.; Lee, W. R.; Hong, C. S. Inorg. Chem. 2017, 56, 305–312.
18.Couck, S.; Denayer, J. F. M.; Baron, G. V.; Remy, T.; Gascon, J.; Kapteijn, F. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6326−6327.
19.Xue, D. X.; Cairns, A. J.; Belmabkhout, Y.; Wojtas, L.; Liu, Y.; Alkordi, M. H.; Eddaoudi, M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7660−7667.
20.Xue, D. X.; Belmabkhout, Y.; Shekhah, O.; Jiang, H.; Adil, K.; Cairns, A. J.; Eddaoudi, M. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 5034−5040.
21.Jiang, J.; Furukawa, H.; Zhang, Y. B.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 10244–10251.
22.Yan, Y.; Juríček, M.; Coudert, F. X.; Nicolaas, A. V.; Sergio, G. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 33713381.
23.Falaise, C.; Volkringer, C.; Facqueur, J.; Bousquet, T.; Gasnot, L.; Loiseau, T. Chem. Commun. 2013, 49, 1032010322.
24.Horcajada, P.; Chalati, T.; Serre, C.; Gillet, B.; Sebrie, C. Nat. Mater. 2010, 9, 172178.
25.Ji, G.; Liu, J.; Gao, X.; Sun, W.; Wang, J. Z.; Zhao, S.; Liu, Z. L. J. Mater. Chem. 2017, 5, 1020010205.
26.Jia, X. X.; Yao, R. X.; Zhang, F. Q.; Zhang, X. M. Inorg. Chem. 2017, 56, 2690–2696.
27.Wang, Z. J.; Qin, L.; Chen, J. X.; Zheng, H. G. Inorg. Chem. 2016, 55, 10999–11005.
28.Yang, D. A.; Cho, H. Y.; Kim, J.; Yang, S. T.; Ahn, W. S. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6465–6473.
29.Li, T.; Nathaniel L. R. Chem. Commun. 2013, 49, 11385–11387.
30.Xing, S.; Bing, Q.; Qi, H.; Liu, J.; Bai, T.; Shi, Z.; Feng, S.; Xu, R. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 23828–23835.
31.Wu, X. X.; Fu, H. R..; Han, M. L.; Zhou, Z.; Ma, L. F. Cryst. Growth Des. 2017, 17, 6041–6048.
32.Singha, D. K.; Majee, P.; Mondal, S. K.; Mahata, P. RSC Adv. 2015, 5, 102076–102084.
33.Zhao, J.; Wang, Y. N.; Dong, W. W.; Wu, Y. P.; Li, D. S.; Zhang, Q. C. Inorg. Chem. 2016, 55, 3265–3271.
34.Luo, X.; Sun, L.; Zhao, J.; Li, D. S.; Wang, D.; Li, G.; Huo, Q.; Liu, Y. Chem. Mater. 2017, 29, 8968–8972.
35.Yao, R. X.; Cui, X.; Jia, X. X.; Zhang, F. Q.; Zhang, X. M. Inorg. Chem. 2016, 55, 9270–9275.
36.Zhao, M.; Ou, S.; Wu, C. D. Cryst. Growth Des. 2017, 17, 2688–2693.
37.Arıcı, M.; Yeşilel, O. Z.; Taş, M.; Demiral, H. Inorg. Chem. 2015, 54, 11283–11291.
38.Yao, R. X.; Cui, X.; Jia, X. X.; Zhang, F. Q.; Zhang, X. M. Inorg. Chem. 2016, 55, 9270–9275.
39.Cao, H.; Chang, V.; Hernandez, R.; Heagy, M. D. J. Org. Chem. 2005, 70, 4929–4934.
40.Lee, C. H.; Huang, H. Y.; Liu, Y. H.; Luo, T. T.; Lee, G. H.; Peng, S. M.; Jiang, J. C.; Chao, I.; Lu, K. L. Inorg. Chem. 2013, 52, 3962−3968.
41.Chen, D. M.; Tian, J. Y.; Chen, M.; Liu, C. S.; Du, M. ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 18043–18050.
42.Gregg, S. J.; Sing, K. S. W. “Adsorption, Surface Area, and Porosity”, Academic Press, London, 1982.
43.Banerjee, D.; Hu, Z.; Li, J. Dalton Trans. 2014, 43, 10668–10685.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 奈米金屬氧化鈦觸媒光催化還原二氧化碳
2. 利用電漿反應合成有機發光高分子以及活化二氧化碳為能源材料之研究
3. 含萘醯亞胺雙吡啶之鎘金屬配位聚合物的合成、結構鑑定 與有機小分子之螢光感測
4. 螢光型鋅和鎘金屬有機框架化合物的 合成、結構鑑定、氣體吸附與揮發性有機物及硝基化合物感測
5. 以萘醯亞胺雙吡啶與具取代基之對苯二甲酸製備鎘金屬有機框架:合成、結構鑑定、氣體吸附與揮發性有機物以及硝基化合物感測
6. 含咪唑基三角形配體之過渡金屬配位聚合物之自組裝、結構與螢光性質探討
7. 以雙啶萘醯亞胺與芳香二酸配位基製備鎘金屬有機框架化合物 : 合成、結構鑑定、二氧化碳吸附與硝基化合物感測
8. 以雙吡啶萘醯亞胺與芳香二酸製備鈷金屬有機框架化合物 : 合成、結構鑑定、二氧化碳吸附與染料吸附
9. 以雙吡啶萘醯亞胺與二酸化合物製備鋅金屬有機框架化合物 : 合成、結構鑑定、二氧化碳吸附與硝基化合物檢測
10. 以雙吡啶萘醯亞胺與二酸配位基製備鋅金屬有機框架化合物: 合成、結構鑑定、染料吸附與硝基化合物感測
11. 含多氮有機胺鋅鎵磷酸鹽之螢光性質研究
12. 具多乙氧基之亞胺酚基螢光化學感測器之 合成、鑑定與其在不同溶劑系統中之金屬離子辨識行為研究探討
13. 非環狀冠醚連結亞胺酚基以為化學感測器之合成、鑑定與其金屬離子之辨識行為
14. 含亞胺基苯並三唑苯酚氧基之鋅錯合物合成、結構鑑定、光性質與二氧化碳/環氧化合物偶合反應
15. 二氧化碳在62-120nm的光化學
 
無相關期刊
 
1. 螢光型鋅和鎘金屬有機框架化合物的 合成、結構鑑定、氣體吸附與揮發性有機物及硝基化合物感測
2. 以苯並噻二唑雙吡啶與芳香多酸製備金屬有機框架化合物:合成、結 構鑑定、氣體吸附及染料移除
3. 以雙吡啶萘醯亞胺與二酸化合物製備鋅金屬有機框架化合物 : 合成、結構鑑定、二氧化碳吸附與硝基化合物檢測
4. 教育介入跟接觸對大學生求助污名化與求助態度之影響
5. 含萘醯亞胺雙吡啶之鎘金屬配位聚合物的合成、結構鑑定 與有機小分子之螢光感測
6. 以萘醯亞胺雙吡啶與具取代基之對苯二甲酸製備鎘金屬有機框架:合成、結構鑑定、氣體吸附與揮發性有機物以及硝基化合物感測
7. 元認知啟發教學運用於成人延續教育之研究
8. 新住民之人格特質、教育訓練、就業輔導 與職場競爭力之研究
9. 大學生多元入學與畢業生涯意向影響關係-以亞洲大學為例
10. 以雙啶萘醯亞胺與芳香二酸配位基製備鎘金屬有機框架化合物 : 合成、結構鑑定、二氧化碳吸附與硝基化合物感測
11. 以咔唑雙吡啶與直線型芳香二酸製備鋅金屬有機框架化合物:合成、結構鑑定、氣體吸附與硝基化合物及離子感測
12. 以模式分析生物源揮發性有機物與CO2之排放與吸收
13. 固定污染源揮發性有機物(VOCs)自廠係數建置-以某矽晶圓製造廠為例
14. 以雙吡啶萘醯亞胺與芳香二酸製備鈷金屬有機框架化合物 : 合成、結構鑑定、二氧化碳吸附與染料吸附
15. 以固相微萃取採樣技術進行營建工程噴漆作業揮發性有機物逸散調查