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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林泱佐
研究生(外文):Lin, Yang-Chou
論文名稱(外文):Syntheses, Crystal Structures and Properties of Metal-organic Frameworks with Alkaline-earth Metal Centers Containing Carboxylate-based Ligands (1,3,5-Benzenetricarboxylate and 2-Sulfoterephthalate)
指導教授:廖儒修
指導教授(外文):Liao, Ju-Hsiou
口試委員:廖儒修曾炳墝王志傑
口試委員(外文):Liao, Ju-HsiouTzeng, Biing-ChiauWang, Chih-Chieh
口試日期:2012-07-17
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:化學暨生物化學研究所
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:275
中文關鍵詞:金屬有機骨架鹼土族金屬
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本篇論文研究是選用鹼土族金屬Ca、Sr、Ba,以及含羧酸根的有機配體BTC、stp(BTC = 1,3,5-benzenetricarboxylate,stp = 2-sulfoterephthalate),以溶劑熱法進行自組裝反應,分別合成出八種金屬有機骨架結構:[Ca3(BTC)2(DMA)2(H2O)2]n (1)、[Ca3(BTC)2(H2O)12]n (2)、[Sr3(BTC)2(H2O)8]n (3)、{(Me2NH2)2 [Sr5(BTC)4(H2O)5]·H2O}n (4)、[Ca(Hstp)(H2O)]n (5)、{(Me2NH2)2 [CaNa2(stp)2]}n (6) 、 [Sr(Hstp)(H2O)]n (7)、[Ba3(stp)2(H2O)3]n (8)。(DMA為N, N-二甲基乙醯胺)
經由單晶構造解析得知錯合物1、3、4、5、7、8為三維骨架結構,錯合物2、6雖為二維結構,但經由氫鍵作用力的堆疊,可延伸成三維的骨架結構。其中錯合物5和7的結構中,stp上有一個未解離的氫,因此可將其視為固態酸。
在這些結構中,化合物1的孔洞率經由計算高達43.5%。而我們將在本篇論文中詳細討論這八種化合物,因溶劑導致結構產生變化的過程,並且進一步探討熱穩定性和放光性質。
Various combinations of alkaline-earth metal centers (Ca2+, Sr2+ and Ba2+) and carboxylate-based ligands, such as 1,3,5-benzenetricarboxylate (BTC) and 2-sulfoterephthalate (stp), afforded eight metal-organic frameworks under solvothermal condition: [Ca3(BTC)2(DMA)2(H2O)2]n (1), [Ca3(BTC)2(H2O)12]n (2), [Sr3BTC2(H2O)8]n (3), {(Me2NH2)2[Sr5(BTC)4(H2O)5]•H2O}n (4), [Ca(Hstp)(H2O)]n (5) , {(Me2NH2)2[CaNa2(stp)2]}n (6), [Sr(Hstp)(H2O)]n (7) [Ba3(stp)2(H2O)3]n (8).
In addition to compounds 2 and 6 which are two-dimensional structures, all the others are three-dimensional structures. However, compounds 2 and 6 are further extended into a three-dimensional framework through hydrogen bonding. Compounds 5 and 7 could be solid acids due to undissociated protons on ligands.
Among these compounds, pore volume ratio of compound 1 is up to 43.5 %. It is interesting that guest-induced structure transformations were observed and will be further discussed in this thesis. Besides, thermal stability and emission properties are also discussed.

目錄 I
圖目錄 V
表目錄 XXI
附圖目錄 XXII
附表目錄 XXIV
中文摘要 XXVI
英文摘要 XXVII
第一章 緒論 1
第二章 有機無機配位高分子開發 17
2.1 實驗儀器 17
2.2 藥品來源 18
2.3 合成步驟 19
2.3.1 [Ca3(BTC)2(DMA)2(H2O)2]n (1) 19
2.3.2 [Ca3(BTC)2(H2O)12]n (2) 20
2.3.3 [Sr3(BTC)2(H2O)8]n (3) 21
2.3.4 {(Me2NH2)2[Sr5(BTC)4(H2O)5]•H2O}n (4) 22
2.3.5 [Ca(Hstp)(H2O)]n (5) 23
2.3.6 {(Me2NH2)2[CaNa2(stp)2]}n (6) 23
2.3.7 [Sr(Hstp)(H2O)]n (7) 24
2.3.8 [Ba3(stp)2(H2O)3]n (8) 25
2.4 X光單晶繞射實驗及構造解析 27
2.4.1 [Ca3(BTC)2(DMA)2(H2O)2]n (1) 27
2.4.2 [Ca3(BTC)2(H2O)12]n (2) 29
2.4.3 [Sr3(BTC)2(H2O)8]n (3) 31
2.4.4 {(Me2NH2)2[Sr5(BTC)4(H2O)5]•H2O}n (4) 33
2.4.5 [Ca(Hstp)(H2O)]n (5) 35
2.4.6 {(Me2NH2)2[CaNa2(stp)2]}n (6) 37
2.4.7 [Sr(Hstp)(H2O)]n (7) 39
2.4.8 [Ba3(stp)2(H2O)3]n (8) 41
第三章 結果與討論 43
3.1 [Ca3(BTC)2(DMA)2(H2O)2]n (1) 43
3.1.1 合成 43
3.1.2 紅外線光譜 47
3.1.3 晶體結構 48
3.1.4 熱重分析 52
3.1.5 溶劑交換 57
3.1.6 空氣穩定性分析 60
3.1.7 固態放光光譜 63
3.2 [Ca3(BTC)2(H2O)12]n (2) 64
3.2.1 合成 64
3.2.2 紅外線光譜 66
3.2.3 晶體結構 67
3.2.4 熱重分析 71
3.2.5 固態放光光譜 78
3.3 [Sr3(BTC)2(H2O)8]n (3) 80
3.3.1 合成 80
3.3.2 紅外線光譜 84
3.3.3 晶體結構 85
3.3.4 熱重分析 89
3.3.4 固態放光光譜 92
3.4 {(Me2NH2)2[Sr5(BTC)4(H2O)5]•H2O}n (4) 94
3.4.1 合成 94
3.4.2 紅外線光譜 95
3.4.3 晶體結構 96
3.4.4 熱重分析 101
3.4.5 固態放光光譜 104
3.5 [Ca(Hstp)(H2O)]n (5) 106
3.5.1 合成 106
3.5.2 紅外線光譜 107
3.5.3 晶體結構 108
3.5.4 熱重分析 112
3.6 {(Me2NH2)2[CaNa2(stp)2]}n (6) 113
3.6.1 合成 113
3.6.2 紅外線光譜 114
3.6.3 晶體結構 115
3.6.4 熱重分析 120
3.6.5 固態放光光譜 122
3.7 [Sr(Hstp)(H2O)]n (7) 124
3.7.1 合成 124
3.7.2 紅外線光譜 127
3.7.3 晶體結構 128
3.7.4 熱重分析 133
3.7.5 固態放光光譜 136
3.8 [Ba3(stp)2(H2O)3]n (8) 137
3.8.1 合成 137
3.8.2 紅外線光譜 138
3.8.3 晶體結構 139
3.8.4 熱重分析 144
3.8.5 固態放光光譜 147
第四章 結論 148
參考文獻 149
附圖 153
附表 171


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