配位聚合物材料

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配位聚合物的应用研究

配位聚合物的应用研究

配位聚合物的应用研究研究组姓名选题意义配位聚合物(coordination polymers)是有机配体与金属离子通过自组装过程形成的具有周期性网络结构的晶体材料。

它结合了复合高分子和配位化合物两者的特点,是一类具有特殊性质的杂化材料。

作为新型功能性分子材料,配位聚合物的设计与合成,结构及其性能的研究越来越受到各个领域科学家的重视,形成了跨越多个学科的热点研究领域。

报告内容具有三维空旷网络结构的金属有机骨架材料(metal-organic framework,MOFs)是一种稳定的配位聚合物材料。

MOFs材料在溶剂分子脱除后能保持骨架结构稳定,具有超大的比表面积和孔体积。

稳定性的提高大大拓展了MOFs材料的应用领域,成为MOFs材料发挥其特殊性质的基础。

MOFs材料可以用于类分子筛载体、气体存储和分离、非线性光学、分子磁体、手性拆分、发光材料、光电转化、催化等众多领域。

其中MOFs在多相不对称催化和光催化领域的应用由于其重要性逐渐受到科学家的重视。

使用具有手性催化活性的有机分子作为配体,可以得到具有手性催化活性的MOFs材料。

这是一种特殊的多相化方式,催化剂负载量大,活性中心均匀分布,开放的孔道有利于底物与活性中心接近。

在手性催化中具有重要应用的卟啉、席夫碱、联萘配体都已成功合成了MOFs材料,而且材料具有较好的手性选择性。

以光学纯的手性酒石酸衍生物为配体,合成具有手性孔道的MOFs材料,不仅可以成功地拆分外消旋的配位化合物,而且还成功实现了对酯交换反应的不对称催化作用。

理论计算表明,MOFs材料也是一种合适的半导体材料,能带带隙在1.0到5.5eV之间。

有机部分吸收光子的能量,能够发生从有机到无机部分的电荷转移。

从而像半导体一样,能作为电子给体和受体。

光激发后,MOFs材料能发生光致变色、光催化产氢、光催化氧化有机物等反应。

前景展望由于作为配位聚合物组成部分的金属离子和有机配体的高度可调性和配位方式的多样性,配位聚合物具有无限的组成和结构可裁性,这是其它材料所无法比拟的。

功能MOFs材料 metal organic framework

功能MOFs材料 metal organic framework

12
2Ni(NO3)2.6H2O + bpe + N(CN)2{[Ni(bpe)2(N(CN)2]N(CN)2· 5H2O}n
bpe ≡
13
A major advantage of this approach is that the manipulations are very easy. A major disadvantage of this approach is that the outcomes are often difficult to be predicted since no control is applied on the many factors affecting the structure of a MOF. Factors affecting the structure other than the metal and the linker: (1) counterions, (2) templates (the presence of which within the structure is necessary for its formation), (3) solvents or nonbonding guests, (4) Auxiliary ligands, (5) pH value, (6) hydrothermal/ solvothermal conditions …… 14
径形状以及大小都可以通过选择不同的金属中心和
有机配体来实现。
5
MOFs ,是指“由配体与金属离子通过配位键 连接形成的无限网络状聚合物材料”,属于“无机-
有机杂化材料”。
MOFs 材料兼具无机材料刚性和有机材料柔韧
性的特征,使其在现代材料研究方面呈现巨大的发

金属配位聚合物的合成与性能研究

金属配位聚合物的合成与性能研究

金属配位聚合物的合成与性能研究金属配位聚合物是一种具有特殊结构和性能的新型材料,其合成方法和性能研究一直备受学术界的关注。

本文将介绍金属配位聚合物的合成方法、性能研究以及其在材料科学中的应用。

一、金属配位聚合物的合成方法金属配位聚合物的合成方法多样,可以通过配位反应合成,也可通过溶剂热法、溶胶-凝胶法等合成。

1. 配位反应合成配位反应合成是一种常用的金属配位聚合物合成方法。

首先选择金属离子和配体,通过它们之间的配位作用形成聚合物结构。

常用的配体包括有机酸、有机碱等。

通过调节配体的配位特性和金属离子的电子结构,可以合成出具有不同结构和性能的金属配位聚合物。

2. 溶剂热法溶剂热法是一种简便有效的金属配位聚合物合成方法。

通过将金属盐和有机配体溶解在合适的溶剂中,在高温条件下,经过反应和结晶过程,得到金属配位聚合物。

溶剂热法具有操作简便、反应快速等优点。

3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种通过控制溶胶和凝胶形成过程来合成金属配位聚合物的方法。

通常可以选择适当的溶胶,在其中溶解金属盐和有机配体,通过加热、干燥等处理,使其形成凝胶,再经过适当的后处理方法,得到金属配位聚合物。

二、金属配位聚合物的性能研究金属配位聚合物具有丰富的结构和性能,其性能研究对于深入理解其特性和应用具有重要意义。

1. 结构表征金属配位聚合物的性能研究的重要一环是其结构表征。

通过使用X射线衍射、红外光谱、核磁共振等技术手段,可以确定金属配位聚合物的晶体结构、配位结构和配位键等信息。

2. 物理性能研究金属配位聚合物的物理性能研究主要包括热学性质、光学性质、导电性等。

通过热重分析、差示扫描量热法、紫外可见光谱、电导率测试等手段,可以评估金属配位聚合物在热学、光学和电学方面的性能。

3. 应用性能研究金属配位聚合物在催化、吸附等领域具有广泛的应用前景。

对于金属配位聚合物的应用性能研究,可以通过评估其在吸附分离、催化反应中的效果,来探究其应用潜力和机理。

配位聚合物的分类

配位聚合物的分类

配位聚合物的分类配位聚合物的分类按键级配的聚合物一般是指1个配位体与2个以上的官能团的聚合物。

按官能团分为:氧化还原,羧基,羟基,卤代烷等有机官能团(非键合性)。

无机配体(共价性)单元,碱金属卤化物等有机-无机配体按照引入基团类型不同可分为下列几种:①低级-高级共轭聚合物如乙烯(e,h)-醋酸乙烯酯(v,ch3)共聚物;丙烯-1-氯丁二烯-1-己烯共聚物;苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三元共聚物;α-萘甲酰氯( atca)共聚物;1-丁烯与1-辛烯共聚物; ②配位键的分类按结构分:按键级配的聚合物一般是指1个配位体与2个以上的官能团的聚合物。

按官能团分为:氧化还原,羧基,羟基,卤代烷等有机官能团(非键合性)。

无机配体(共价性)。

按照引入基团类型不同可分为下列几种:①低级-高级共轭聚合物如乙烯(e,h)-醋酸乙烯酯(v,ch3)共聚物;丙烯-1-氯丁二烯-1-己烯共聚物;苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三元共聚物;α-萘甲酰氯( atca)共聚物;1-丁烯与1-辛烯共聚物; ②配位键的分类按键级配的聚合物一般是指1个配位体与2个以上的官能团的聚合物。

按官能团分为:氧化还原,羧基,羟基,卤代烷等有机官能团(非键合性)。

无机配体(共价性)。

对称性强,空间构型保持能力好。

含硫聚合物(sn-c-s, sn-c-z),硒及其有机衍生物如四(二乙氨基)合硒化镉(cdse, cdse: sn-c-z)用途很广。

六方锌、六方铜有机配体如茚基-1-取代苯乙酮(enaa)是典型代表。

(enaa:inda-1-ylbenzone)二茂铁类配体,简称mfp(mfp: ferrofluoride)具有优良的抗菌性能、耐洗涤剂和耐溶剂性,也具有中等抗水解性。

n, n-二亚苯基卟啉(cnb),是理想的光稳定剂和环境污染治理材料。

氯乙烯单体的配位聚合(vinylol:palladium),最早由epms合成得到,以它为配位体的聚合物包括室温或高温固化的弹性体、水泥改性剂等。

配位聚合物多孔材料与吸附分离

配位聚合物多孔材料与吸附分离

配位聚合物多孔材料与吸附分离1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括对配位聚合物多孔材料及其在吸附分离中的重要性进行简要介绍。

以下是一个参考范例:概述:随着化学和材料科学的发展,多孔材料在各个领域中得到了广泛的应用。

其中,配位聚合物多孔材料作为一种新兴的材料,在吸附分离领域表现出了巨大的潜力。

配位聚合物多孔材料是一类具有规则孔道结构的有机-无机杂化材料,其结构由有机配体和金属离子通过配位键组装而成。

这些金属配合物材料具有高度可调控性,其孔道尺寸和形状可以通过合适的配体和金属离子选择来进行调节,从而适应不同分子或离子的吸附需求。

这使得它们能够在吸附分离过程中实现高效的分子识别和选择性吸附。

配位聚合物多孔材料在吸附分离中的应用非常广泛。

首先,它们在气体分离中具有良好的性能。

由于其高度可调控的结构特点,配位聚合物多孔材料能够实现对不同气体的选择性吸附,例如氧气、二氧化碳等气体的分离和纯化。

其次,配位聚合物多孔材料在液相分离中也具有显著的优势。

由于其多孔结构提供了大量的吸附位点,使得它们能够高效地吸附和分离溶液中的目标物质,例如有机染料、重金属离子等。

本文将重点介绍配位聚合物多孔材料在吸附分离中的应用,并讨论其在分离过程中的优势和局限性。

此外,还将展望配位聚合物多孔材料在吸附分离领域的发展前景,探讨其在环境净化、能源储存和药物制备等方面的应用潜力。

通过对配位聚合物多孔材料的全面了解和深入研究,我们有望进一步拓展吸附分离技术的应用范围,为解决能源、环境和生命科学等领域的重大问题提供新的解决方案。

文章结构部分的内容可以如下编写:1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分首先对配位聚合物多孔材料与吸附分离的关系进行概述,介绍了该领域的研究现状和重要性。

接着说明了本文的目的,即探讨配位聚合物多孔材料在吸附分离中的应用和优势,并展望了其未来的发展前景。

正文部分将进一步阐述配位聚合物多孔材料的定义和特点,包括其结构组成、制备方法和表征手段等方面的内容。

北化高分子材料5.配位聚合-复习与拓展

北化高分子材料5.配位聚合-复习与拓展

配位聚合产物的性能
热稳定性
配位聚合产物具有较高的热稳 定性,能够在高温环境下保持
稳定。
化学稳定性
配位聚合产物具有较好的化学 稳定性,能够耐受多种化学物 质的侵蚀。
机械性能
配位聚合产物具有良好的机械 性能,如强度、耐磨性、耐疲 劳等。
电性能
部分配位聚合产物具有优良的 电性能,如导电性、绝缘性等

配位聚合产物的结构
北化高分子材料5.配 位聚合-复习与拓展
目录
• 配位聚合基础回顾 • 配位聚合反应过程 • 配位聚合产物的性能与结构 • 配位聚合的拓展研究 • 复习与思考题
01
配位聚合基础回顾
配位聚合的定义与原理
配位聚合是指通过聚合催化剂的作用,将过渡金属的配合物与烯烃单体发生配位加 成反应,生成高分子量聚合物的过程。
航天、电子电器等领域。
生物医学材料
02
部分配位聚合产物具有生物相容性和生物活性,可用于生物医
学领域,如药物载体、组织工程等。
功能材料
03
配位聚合产物具有特殊功能,如导电、发光、吸附等,可用于
功能材料ห้องสมุดไป่ตู้域。
04
配位聚合的拓展研究
新型配位聚合催化剂的研究
1 2
探索新型配位聚合催化剂
针对不同的聚合单体,研究开发具有高活性、高 选择性、高稳定性的新型配位聚合催化剂,以满 足特定聚合反应的需求。
单体聚合性能研究
研究新型单体的聚合性能,包括聚合活性、产物分子量及其分布、 官能团反应性等,为实际应用提供理论依据。
单体改性及应用研究
通过改性手段改善单体的聚合性能和产物性能,拓展其在高分子材料、 功能材料等领域的应用。
配位聚合反应过程优化的研究

《配位聚合》课件

《配位聚合》课件

物理性能测试
例如力学性能测试、导电性 测试等,用于评估材料的物 理特性。
配位聚合中的关键实验技术
1 配体设计
合理设计选择合适的配 体结构,以获得所需的 高分子结构。
2 反应条件控制
控制反应物比例、溶剂 选择等条件,确保反应 能够进行顺利。
3 产物纯化
通过合适的纯化技术, 获得纯净的配位聚合产 物。
配体,形成配位聚合产物。
3
溶液合成
通过在溶液中加入适当的金属离子和 配体,使之发生配位聚合反应。
固相合成
通过固相反应,将金属离子和配体在 固体介质中反应得到配位聚合产物。
配位聚合的表征方法
光谱分析
例如红外光谱、核磁共振谱 等,用于分析材料的结构和 性质。
热性能测试
例如差示扫描量热法(DSC)、 热重分析(TGA)等,用于评 估材料的热稳定性。
《配位聚合》PPT课件
什么是配位聚合? 配位聚合是一种将金属离子与有机化合物配位而形成高分子结构的化学反应, 广泛应用于材料科学和催化领域。
配位聚合的意义及应用
1 多样性
配位聚合可以合成多样化的高分子材料通过调控反应条件和配体结构,可以获得具有特定功能的材料。
3 应用广泛
配位聚合在光电、催化、储能等领域具有广泛的应用前景。
配位聚合的基本原理
配位聚合基于金属离子与有机配体之间的配位反应,通过配位键的形成连接 起配体分子,形成高分子结构。
配位聚合的分类方法
配合物聚合
通过金属离子与配体的配位,形成均聚物或交替聚物。
配位共聚合
通过金属离子与多种有机配体的共同配位,形成共聚物。
配位自由基聚合
通过金属配位引发自由基聚合反应,形成金属-聚合物复合材料。

cu-mof结构

cu-mof结构

Cu-MOF(铜金属有机骨架材料)是一种金属有机骨架材料,也被称为铜配位聚合物或铜配位网络。

它是由铜离子(Cu2+)和有机配体(通常是含有酸性官能团的有机分子)通过配位键形成的三维结构。

Cu-MOF材料的结构由金属离子和有机配体之间的配位键连接所决定。

铜离子可以通过与配体中的配位位点形成配位键,形成稳定的结构。

这些配位键可以形成一维、二维或三维的网络结构,具有孔隙结构和可调控的空间。

Cu-MOF材料在催化、吸附、分离、传感等领域具有广泛的应用潜力。

通过调节配体的结构和功能化,可以实现对孔隙结构和表面性质的调控,从而使Cu-MOF材料具有特定的吸附、分离和催化性能。

由于其高度可控的结构和多样的功能化可能性,Cu-MOF材料在能源存储、环境修复、气体吸附分离等方面具有广阔的应用前景。

Cu-MOF是一种由铜离子和有机配体构成的金属有机骨架材料,具有可调控的孔隙结构和多样的功能化潜力,在多个应用领域展现出广泛的应用前景。

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配位聚合物材料配位聚合物是指通过有机配体和金属离子间的配位键形成的,并且具有高度规整的无限网络结构的配合物。

配位聚合物的设计与合成是配位化学研究的重要内容。

配位聚合物研究需要把有机配体的结构和不同配位能力的给体原子与具有不同配位倾向性的金属离子综合考虑,是无机、有机、固态、材料化学的交叉科学。

由有机配体和金属离子形成任何复合物物种原则上都是一个自组装过程,配体聚合物的设计重点在于配体的设计和金属离子的选择,二者相互作用产生重复单元,按被控方式形成确定的结构。

在自发过程中,充分利用了两类组分的结构和配位性质:金属离子一方面像结合剂一样把具有特定功能和结构的配体结合在一起;另一方面,又作为中心把配体定位在特定的方位上。

虽然配位聚合物的结构也有可能展现出不同于组成成分的性质,但是设计最终目的仍是通过预先设计结构单元来控制最终产物的结构和功能,在非线性光学材料、磁性材料、超导材料及催化等多方面都有极好的应用前景。

配位聚合物在多孔材料、催化、发光、磁学、药物存储和运输等方面具有潜在白勺应用价值,是当今化学、材料科学、生命科学等分析领域白勺热点课题之一。

羧酸类配体配位才能强、配位方式灵敏,还可以将金属离子连接成刚性次级构造单元(SBU),和金属离子配位组装可以生成许多构造新颖、性质共同白勺配位聚合物材料。

本论文在配位聚合物晶体工程白勺指导下,分别以1,5-二硝基萘-3,7-二甲酸(H2NNDC)和2,2',4,4'-联苯四甲酸(2,2’,4,4’-H4bptc)为桥联配体,同过渡金属离子或者镧系金属离子配位组装,或引入联吡啶类中性桥联配体或螯合配体辅助配位,构筑了32个新颖白勺零维、一维、二维和三维构造白勺化合物,在晶体构造分析白勺基础上分析了部分配位聚合物白勺磁性、稳定性和发光性质。

分析工作主要分为以下几个部分:1.1,5-二硝基萘-3,7-二甲酸配合物:以H2NNDC为桥联配体,或者辅以不同长度白勺联吡啶类桥联共配体(4,4'-联吡啶(4,4’-bipy)、1,2-二吡啶基乙烯(bpe)、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(dabco))和螯合端基共配体(1,10-邻菲啰啉),通过水热、溶剂热法分别合成了25个零维、维、二维和三维构造白勺配合物,测定了它们白勺晶体构造,从晶体工程角度讨论了合成方法、反响条件和共配体对配合物构造白勺影响,并分析了其中多孔材料白勺热稳定性、客体分子交换性质以及部分配合物白勺磁学性质。

(1)以H2NNDC为桥联配体,分别同Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)合成了一系列构造各异白勺配合物。

配合物1中白勺NNDC配体白勺羧基氧和Co(Ⅱ)双齿配位,在氢键和π-π堆积作用下形成共同白勺三维超分子构造,磁性测试表示配合物1具有铁磁性。

配合物2和3是一维链构造,配合物2依靠氢键形成简单立方白勺三维超分子拓扑网络,配合物3则依靠氢键和π-π堆积作用形成共同白勺三维超分子梯子构造。

配合物4是具有线性白勺三核锰单元([Mn3(COO)6])白勺简单立方拓扑网络,羧基采用syn-syn方式桥联Mn(Ⅱ),配合物4存在反铁磁耦合作用。

(2)在以H2NNDC为桥联配体白勺同时辅之以4,4’-bipy或bpe共配体,和Ni(Ⅱ)在水热条件下,构筑了两个三维同晶具有柔性母体骨架([Ni(NNDC)]n)白勺配位聚合物(5,6),磁性测试表示:配位聚合物5、6,分别是长程磁有序白勺变磁体和一般白勺铁磁性,配合物中NNDC上羧基和Ni(Ⅱ)以syn-anti方式配位,共配体白勺长度不同是致使这种磁行为差异白勺主要因素。

联吡啶类共配体调控柔性母体骨架磁行为各异,而整个构造白勺拓扑保持不变,这对于分析磁构关系规律有着重要意义,为磁性金属有机骨架材料白勺可控合成提供了新方法。

(3)在水热条件下,以4,4’-bipy、bpe和phen 为共配体,制备Co(Ⅱ)白勺三个三维同晶白勺具有相同母体骨架[Co(NNDC)]n白勺配位聚合物(7-9),其和配位聚合物5、6是同晶。

配位聚合物7、8中羧基采用syn-anti白勺方式桥联Co(Ⅱ),磁性测试表示:配位聚合物7、8存在铁磁耦合作用。

而螯合共配体phen和Co(Ⅱ)所构筑白勺配位聚合物9为罕见白勺三维构造,羧基采用syn-syn白勺方式桥联Co(Ⅱ),表现反铁磁性。

这种由不同性质白勺共配体调控配位聚合物白勺磁性变化,对于分析配位聚合物白勺磁构关系有重要意义。

(4)采用水热和液相扩散法,以4,4’-bipy、bpe和phen为共配体,构筑Ni(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)白勺配位聚合物10-13。

配体NNDC辅以phen和Ni(Ⅱ)形成两个组成相同,晶系和空间群一样白勺,构造不同白勺配合物11和12,分别为零维和一维链构造,它们依靠丰富白勺氢键分别连成二维或三维超分子网络。

配合物12有丰富白勺水桥,在Ni(Ⅱ)白勺配合物中比较罕见,对其磁学分析很有意义。

配合物12存在铁磁互相作用。

(5)通过溶剂热法制备了不同长度白勺联吡啶类桥联共配体、螯合共配体和Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)白勺六个(一维、二维和三维构造)配合物,测定了它们白勺单晶构造,讨论了合成方法、反响条件和共配体对构造白勺影响,其中配位聚合物17是基于桨轮状双核Zn(Ⅱ)白勺SBU构筑白勺3D柱撑构造,并分析了其材料白勺热稳定性、客体分子交换性质。

(6)以配体H2NNDC为桥联配体,和镧系Ln(III) (Ln= La、Nd、Eu、Gd、Tb和Yb),通过溶剂热法合成了六个基于双核Ln(Ⅲ)白勺SBU构筑白勺三维同晶多孔配位聚合物,在其孔道外表含有丰富白勺硝基。

分析了它们白勺热稳定性及客体分子交换性质,测试了配合物22白勺荧光性质,配合物22有很强白勺Eu(Ⅲ)特征红色荧光。

2. 2,2',4,4'-联苯四甲酸白勺Co(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)配合物:选择羧基位置共同白勺联苯四甲酸2,2’,4,4’-H4bptc为桥联配体,采用水热合成技术,共得到七个Co(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)白勺配位聚合物,对它们停止了晶体构造分析。

磁性测试表示:配合物27中一维交替链上Co(Ⅱ)之间传递白勺是反铁磁耦合作用,配合物28中羧基桥联白勺一维链上Cu(Ⅱ)之间传递铁磁耦合作用,而存在一个单核铜和一个双核铜单元白勺二维层状配合物29则是反铁磁性。

利用拓扑方法分析了配合物29,30-32白勺构造,它们都具有扭曲白勺“Π”形白勺有机构筑单元(bptc4-)和相似白勺6(4)-连接白勺SBU。

其中吡啶类共配体和双核Cu(Ⅱ)白勺SBU共同组装白勺系列同晶配位聚合物(30-32),是一种新白勺拓扑,并且该系列材料含有相同白勺母体骨架[Cu2(2,2’,4,4’-bptc)]n,却能对不同尺寸白勺共配体有特殊白勺选择性,这在分子选择性别离方面有潜在白勺分析价值。

微孔配位聚合物性质独特、结构多样,具有广泛的应用前景, 它已成为近几年来一个热门的研究领域,本文简要介绍该类化合物作为一种新型的储氢材料,近几年在合成、结构和储氢性能方面的研究进展。

作为一种无污染、清洁的可再生能源,氢能源的开发和应用已获得各国的广泛关注,它包括四个环节:生产、输运、储存、使用。

其中,储氢技术是开发应用的关键环节。

新型的储氢技术和储氢材料是目前一大热门课题。

美国能源部的目标为:对燃料电池电动汽车而言, 其体积储氢密度须达到62kgH2/ m3吸附剂,重量密度则为 6.5(wt)%。

为达到这一目标, 多年来许多科研工作者已对氢的储存进行了大量深入和广泛的研究和正在努力寻找着一种经济、安全而实用方便的储氢方式。

在传统的高压和液化储备气体的基础上,20世纪60年代末到70年代初, Mg2Ni、LaNi5、TiFe等储氢合金的发现, 拉开了储氢材料研究的帷幕, 随后各种类型的储氢材料相继受到关注, 从单纯的二元储氢合金发展到性能更优异的多元金属合金以及新型的活性碳材料和碳纳米管、无机氢化物、配位聚合物等。

吸附被认为是最有希望的储氢技术。

自从1991年日本的Iijima发现碳纳米管以来,世界范围内都对碳纳米管及炭纤维储氢进行了广泛和深入的研究, 但是实验结果迥异, 从Hirscher等报道的0.01wt.%[2]到Chambers等报道的67wt.%[3]的储氢能力。

之所以有如此大的差异,一个重要的原因是测量误差造成的。

如何准确测定碳纳米管中的储氢量, 储氢机理究竟如何,以及如何进一步提高碳纳米管的储氢量, 这些都是碳纳米管储氢必须解决的问题[4]。

除上述之外,目前微孔配位聚合物作为一种很有研究和发展前途的储氢材料正在受到全球范围的极大关注。

美国的Yaghi,日本的Kitagawa,法国的Férey 等多个研究小组在微孔配位聚合物的合成、结构和性能研究方面获得了许多引人注目的重要的成果。

相对于传统的多孔材料例如沸石,微孔配位聚合物兼有无机材料和有机材料的优点,尤其是这类化合物可以通过调控构建结构得到性能更合适的孔洞,从而允许更合理的设计及合成[5]。

相对于其他几类吸附型储氢材料,微孔配位配合物有以下优势:(1)相比于碳元素,金属元素与氢气分子有更强的作用力,同时,该作用力又弱于金属或非金属氢化物,因此,该类材料具有较高吸氢能力和良好的吸放氢动力学性能。

(2)材料的结构和微孔高度有序,可以从结构研究吸附性质。

(3)直接合成法比较简单,原料廉价,产率高。

(4)材料的结构,孔的大小、尺寸、形状均可以被合理的设计调节,并且可以根据吸附分子的不同,改变有机配体调节内表面吸附势能。

(5)吸氢前处理简单,只需要有机溶剂冲洗后,在不高的温度下抽干溶剂即可。

短短两年内,微孔配位聚合物在储氢方面的研究已经取得不少进展,但仍有很多问题尚待解决。

最根本的问题,吸附机理仍不清楚,包括吸附的氢气分子的形态和位置、吸附量和结构之间的关系以及能否在较高的温度和较小的压力下获得令人满意的吸附量等,这些都是进一步提高储氢量的关键。

而且,为了更准确的测定储氢量,吸氢检测方面的实验设备和实验方法也需要进一步改进。

总之,微孔配位聚合物作为一种很有研究和发展前途的储氢材料正在受到全球范围的极大关注,并且有望在解决越来越紧迫的“能源危机”中发挥重要的作用。

配位聚合物材料有着雄厚的发展潜能,在生活,工业,航天,新能源的开发等方面有着无可替代的主用。

面对它的开发前景,我们欣喜万分,与此同时我们也应该掌握更多的科学知识,去开发去利用这些它的这些潜能。

使它们能够更好的为我们服务。

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