簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 謝沅芯
Hsieh, Yuan-Hsin
論文名稱: 以雙胺為模板的鋅磷酸鹽及有機/無機複合鋅磷酸鹽之研究
Diamine Templated Zinc Phosphates and Organic/Inorganic Hybrid Zinc Phosphates
指導教授: 王素蘭
口試委員: 黃暄益
李光華
林嘉和
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 1冊
中文關鍵詞: 鋅磷酸鹽有機/無機鋅磷酸鹽
外文關鍵詞: Zinc Phosphate, Organic/Inorganic hybrid Zinc Phosphate
相關次數: 點閱:2下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本論文主要以雙胺作為模板,在中溫水熱法的條件合成出 8 個有機/無機複合鋅磷酸鹽化合物。所有化合物的鑑定方式皆是使用 X 光單晶繞射儀收集數據後進行解析,並以粉末 X 光繞射圖譜比對理論圖譜確定樣品純度後,接著進行結構相關的性質測量。其依據其骨架的組成分為 A 與 B 兩個系列:
      A 系列化合物的合成,主要使用了三種皆是具有兩個 pyridine 官能基長度卻不同的雙胺作為模板 4,4’-bipyridine (bpy)、1,2-bis(4-pyridyl)ethane (bpe) 及4,4-trimethylenedipyridine (tmdp),得到三個具有超大 (extra-large) 一維通道的新穎三維骨架結構:(H2bpy)[Zn6(PO4)2(HPO4)4] (A1)、(H2bpe)[Zn9(PO4)6(HPO4)(H2O)] (A2) 及 (H2tmdp)[Zn10(PO4)6(HPO4)2(H2O)2] (A3):A1 具有 16 員環通道;A2具有 12 員環通道;A3具有 14 員環通道。其中 A1 的建構形式明顯地與 A2、A3 不同,是由二維的無機層連結成三維的開放式骨架,而 A2 及 A3 則是以相同的次級建構單元建構成類似的 topology,此結構上的關聯性,明顯與有機模板相關:在 A 系列的反應條件中,形狀相似但長度不同的 bpe 與 tmdp 模板,可以引導出通道擴張的同類型骨架結構,這個結果顯示出利用雙胺作為模板可以達到若干程度的設計合成。此外,在其骨架結構上,A1 及 A3 為中心對稱結構;而 A2 為非中心對稱結構,並且經過 SHG (Second Harmonic Generation) 的測量來證實。
      B 系列化合物的合成,主要使用了具有八個、十個以及十二個碳原子的直鏈式雙胺作為模板,且分別搭配有機羧酸 2,6-naphalenedicarboxylic acid (NDA) 及 4,4-stilbenedicarboxylic acid (SDA),分別合成出具有二維無機層且以有機羧酸做為柱子連結而成的三維鋅磷酸鹽OMPO (organo-metallophosphate framework):(H2dao)[Zn2(HPO4)2(NDC)] (B1);(H2dad)2[Zn4(PO4)2(HPO4)2(NDC)]•H2O (B2);(H2dadd)2[Zn6(PO4)2(HPO4)4(NDC)] (B3);(H2dad)[Zn2(HPO4)2(SDC)] (B4);(H2dadd)[Zn2(HPO4)2(SDC)] (B5),其在以 NDC 作為有機配位基時,其有機胺模板能夠分別引導出不同的無機層,而以 SDC 作為有機配位基時,其有機胺模板雖無引導出無機層的變化,然而其卻可觀察到有機羧酸對於無機層的角度具有明顯的差異,由此可看出由不同的有機酸搭配不同的有機模板,或許可引導出多樣性的骨架結構。它們的S.A.V. (solvent accessible volume) 大約在 41.6 % ~ 55.0 %,且 B1 經過氮氣吸附實驗的測試,其所測得的 ABET為 86 m2/g,並具有 3.4 nm 的中孔孔徑大小。


    第一章 緒論 1-1 簡介 1-1 1-2 論文研究目標 1-8 1-3 合成方法 1-10 1-3-1 水熱合成法 1-10 1-3-2 藥品一覽表 1-13 1-3-3 鑑定方法 1-14 1-4 研究方法與流程 1-24 1-5 研究成果摘要 1-26 1-6 參考文獻 1-29 第二章 具雙吡啶有機胺模板鋅磷酸鹽 2-1 簡介 2-1 2-2 實驗、鑑定與性質量測 2-7 2-2-1 合成條件 2-7 2-2-2 單晶數據解析 (SXRD) 2-9 2-2-3 粉末繞射分析 (PXRD) 2-11 2-2-4 元素分析 2-14 2-2-5 熱穩定分析 2-15 2-2-6 二次倍頻訊號 (Second-Harmonic Generation) 2-19 2-3 結果與討論 2-20 2-3-1 合成討論 2-20 2-3-2 結構描述 2-22 2-3-3 結構探討 2-31 2-4 結論 2-35 2-5 參考文獻 2-37 第三章 具直鏈式雙胺有機模板的有機/無機複合鋅磷酸鹽 3-1 簡介 3-1 3-2 實驗、鑑定與性質量測 3-7 3-2-1 合成條件 3-7 3-2-2 單晶數據解析 (SXRD) 3-10 3-2-3 粉末繞射分析 (PXRD) 3-14 3-2-4 元素分析 3-20 3-2-5 熱穩定分析 3-21 3-2-6 氮氣吸附性質及測量 3-26 3-2-7 螢光放光光譜 3-28 3-3 結果與討論 3-31 3-3-1 合成討論 3-31 3-3-2 結構描述 3-33 3-3-3 結構比較 3-50 3-3-4 氣體吸脫附實驗討論 3-59 3-3-5 光致發光性質探討 3-61 3-4 結論 3-62 3-5 參考文獻 3-63 第四章 總結 4-1 附錄一

    [1] (a) Thomas, J. M.; Raja, R.; Sankar, G. & Bell, R. G. Nature, 1999, 938, 227.
    (b) Cho, S.-H.; Ma, B.; Nguyen, S. T.; Hupp, J. T. & Thomas E. A.-S.Chem. Commun., 2006, 2563-2565.
    [2] (a) Kuznickl, S. M. et al., Nature, 2001, 412, 720.
    (b) Kosal, M. E.; Chou, J.; Wilson, S. R. & Suslick, K., Nat. Mater.,2002, 1, 118-121.
    (c) Bloch, E. D.; Britt, D.; Lee, C.; Doonan, C. J.; Fernando J. U.-R.;Furukawa, H.; Long, J. R. & Yaghi, O. M., J. Am. Chem. Soc., 2010,132, 14382-14384.
    [3] Xie, Z.; Ma, L.; deKrafft, K. E.; Jin, A. & Lin, W., J. Am. Chem. Soc.,2010, 132, 922-923.
    [4] (a) Chae, H. K. et al. Nature, 2004,427, 523.
    (b) Sakamoto, H.; Matsuda, R.; Bureekaew, S.; Tanaka, D.; &Kitagawa, S., Chem. Eur. J., 2009, 15, 4985-4989.
    [5] Celestian, A. J.; Parise, J. B.; Goodell, C.; Triapathi A. & Hason, JChem Mater., 2004, 16, 2244.
    [6] Rieter, W. J.; Pott, K. M.; Taylor, K. M. L. & Lin, W., J. Am. Chem.Soc,. 2008, 130, 11584-11585.
    [7] Cronstedt, A. F. Akad handl. Stockholm 1756, 17, 120.
    [8] Deville, H. S. C.; Seances, C. R. H. Acad. Sci. 1862, 54, 324.
    [9] Wilson, S. T.; Lok, B. M.; Messina, C. A.; Cannan, T. R. & Flanigen, E. M., J. Am. Chem. Soc., 1982, 104, 1146.
    [10] (a) Lu, P.; Wang, Y.; Lin, J. & You, L., Chem. Commun., 2001, 1178.
    (b) Ju, J.; Lin, J.; Li, G.; Yang, T.; Li, H.; Liao, F.; Loong, C. K. &You, L., Angew.Chem. Int. Ed., 2003, 42, 5607.
    (c) Yang, T.; Li, G.; You, L.; Ju, J.; Liao, F. & Lin, J., Chem. Commun.,2005, 4225.
    [11] (a) Boy, I.; Stowasser, F.; Schäfer, G. & Kniep, R., Chem. Eur. J.,2001, 7, 834.
    (b) Yang, W.; Li, J.; Pan, Q.; Jin, Z.; Yu, J. & Xu, R., Chem. Mater.,2008, 20, 4900.
    (c) Yang, W.; Li, J.; Na, T.; Xu, J.; Wang, L.; J Yu, J. & Xu, R., Dalton Trans., 2011, 40, 549.
    [12] (a) Doran, M. B.; Norquist, A. J. & O’Hare, D. Chem. Commun., 2002, 2946.
    (b) Bull, I.; Wheatley, P. S.; Lightfoot, P.; Morris, R. E.; Sastre, E. &Wright, P. A., Chem. Commun., 2002, 1180.
    [13] Altrecht-Schmitt, T. E., Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 4836.
    [14] (a) Zhou, Y.; Zhu, H.; Chen, Z.; Chen, M.; Xu, Y.; Zhang, H. & Zhao,D., Angew. Chem. Int. Ed., 2001, 40, 2166.
    (b) Plevert, J.; Gentz, T. M.; Laine, A.; Li, H.; Young, V. G.; Yaghi, O.M. & O’Keeffe, M., J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 12706.
    (c) Zou, X.; Conradsson, T.; Klingstedt, M.; Dadachov, M. S. &O’Keeffe, M., Nature, 2005, 437, 716.
    (d) Ren, X.; Li, Y.; Pan, Q.; Yu, J.; Xu, R. & Xu, Y., J. Am. Chem. Soc.,2009, 131, 14128.
    [15] Chang, W. M,; Cheng, M. Y.; Liao, Y. C.; Chang, M. C.; Wang, S. L. Chem. Mater. 2007, 19, 6114.
    [16] (a) Li, H.; Eddaoudi, M.; O'Keeffe, M. & Yaghi, O. M. Nature, 1999,402, 276.
    (b) Eddaodi, M.; Kim, J.; Rosi, N.; Vodak, D.; Wachter, J.; O’Keeffe,M. & Yaghi, O. M. Science, 2002, 295, 469.
    [17] Liao, Y.C.; Liao, F. L.; Chang, W.K. & Wang, S. L., J. Am. Chem.Soc., 2004, 126, 1320-1321.
    [18] Huang, S. H.; Lin, C. H.; Wu, W. C. & Wang, S. L., Angew. Chem.Int. Ed., 2009, 48, 6124.
    [19] (a) Huang, S. H. & Wang, S. L., Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 50,5319.
    (b) Chang, Y. C. & Wang, S. L., J. Am. Chem. Soc., 2012, 134,9848.
    [20] Lin, H. Y. ; Chin,C. Y. ; Huang, H. L. ; Huang, W. Y. ; Sie, M. J. ; Huang, L. H. ; Lee, Y. H. ; Lin, C. H.; Lii, K. H. ; Bu, X. Wang, S. L., Science. 2013, 339, 811.
    [21] 黃玉廷, 有機無機複合金屬磷酸鹽材料之綠色合成與功能性研究. 國立清華大學化學系博士論文: 中華民國一百年七月.
    [22] 簡逸棻, 含有機配位新磷酸鹽極佳磷酸鹽的水熱合成晶體結構與性質研究. 國立清華大學化學系碩士論文: 中華民國一百零一年七月.
    [23] Rabenau, A. Angew. Chem., Int. Ed. 1985, 24, 1026.
    [24] APEX II software package; Bruker AXS, Madison, WI, 2005.
    [25] Sheldrick, G. M. SAINT programs, Release Version 5.1; Bruker AXS, Madison, WI, 1998.
    [26] Sheldrick, G. M. SHELXTL programs, Release Version 5.1; Bruker AXS, Madison, WI, 1998.
    [27] Spek, L. Acta Crystallogr. 1990, A46, 34.

    無法下載圖示 全文公開日期 本全文未授權公開 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)

    QR CODE