柔性芳香羧酸与含氮配体构筑的配位聚合物的合成、结构及性质研究的任务书.docx

柔性芳香羧酸与含氮配体构筑的配位聚合物的合成、结构及性质研究的任务书
任务书
一、选题背景
配位聚合物是一类聚合物，它们的分子结构中含有吸附和催化功能的功能单元或配体。配位聚合物具有广泛的应用前景，例如作为气体存储和分离、催化反应催化剂、传感器、药物递送和生物医用材料等。随着对配位聚合物的研究发展，越来越多的新型材料被设计出来。
本课题选取柔性芳香羧酸与含氮配体构筑的配位聚合物，是因为柔性芳香羧酸的分子结构具有较好的可塑性，其与含氮配体的构合可以构造出具有不同形态和性质的变异配合物。目前，有关柔性芳香羧酸与含氮配体构筑的配位聚合物的研究还不多，而该类型配位聚合物具有重要意义，可以应用于氧化反应、金属离子识别和催化等方面，因此需要进一步的研究。
二、研究目的和研究内容
本课题的研究目的是合成柔性芳香羧酸与含氮配体构筑的配位聚合物，研究其结构及性质，并探究其在氧化反应、金属离子识别和催化等方面的应用。
具体研究内容包括：
1.合成柔性芳香羧酸和含氮配体。
2.构筑柔性芳香羧酸和含氮配体的配位聚合物并对其进行表征和结构分析。
3.研究配位聚合物在氧化反应、金属离子识别和催化等方面的应用性能。
4.探究配位聚合物的性质与结构之间的关系，并对其性能进行优化和改进。
三、研究方法
本课题的研究方法包括合成化学、有机合成、无机合成、X射线晶体学分析、化学分析、表面化学分析及电化学分析等方法。
合成柔性芳香羧酸和含氮配体的方法主要采用有机化学合成方法，具体的反应条件如下：
1.合成柔性芳香羧酸
将包含二甲苯、三甲苯或缩醛等芳基基团的羧酸、磷酸铵或氯化铵等化合物与NaOH、NaHCO3、1,4-丁二醇、聚乙二醇等碱性或增塑剂的反应，最终通过溶剂抽滤和真空干燥制得柔性芳香羧酸。
2.合成含氮配体
将和水合氨反应的二酸酐去除一部分脱羧的柔性芳香羧酸结构中引入含氮环组成的含氮配体。
构筑配位聚合物的方法主要采用有机合成、无机合成和X射线晶体学分析方法，包括以下步骤：
1.合成混合物
混合柔性芳香羧酸和含氮配体，并在其中加入晶化剂和溶剂，使其反应生成稳定的晶体。
2.种晶
种晶是指在晶体中引入同质晶体或异质晶体来增加晶体的长大中心，有利于配合物的生长。
针对本课题中所合成的配位聚合物，可以采用甲醇、乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等作为溶剂，按照以下操作步骤进行合成：
1.将柔性芳香羧酸和含氮配体溶解在目标溶剂中，加入催化剂等，混合均匀。
2.将混合物搅拌或震荡，产生反应，形成相应的配位聚合物。
3.对配位聚合物进行表征和结构分析。
研究配位聚合物的性质主要采用表面化学分析、电化学分析和光学分析等方法，包括以下步骤：
1.固定不同含量的配位聚合物在不同基质上。
2.对配位聚合物进行表面化学分析，如比表面积等。
3.采用电化学分析方法，针对配位聚合物进行循环伏安法、电化学阻抗等测试。
4.通过红外光谱、紫外光谱、荧光谱、核磁共振等手段对配位聚合物进行光学表征。
四、论文结构
本课题的论文主要包括以下部分：
1.绪论：介绍配位聚合物的研究背景和意义，阐述本课题的研究对象、目的和意义。
2.文献综述：针对柔性芳香羧酸和含氮配体级其构筑的配位聚合物的研究现状及基本原理、特点等进行综述。
3.实验与方法：介绍本课题的实验设计和实验方法等。
4.结果与分析：介绍配位聚合物的合成方法和结果，对配位聚合物进行评价，探究其在应用方面的潜力。
5.结论与展望：总结本课题的主要发现，展望配位聚合物在氧化反应、金属离子识别和催化等领域的应用前景，并提出进一步研究的方向。
五、预期成果
预期成果包括：
1.合成柔性芳香羧酸和含氮配体。
2.构筑柔性芳香羧酸和含氮配体的配位聚合物。
3.对配位聚合物的结构进行表征和分析。
4.研究配位聚合物的性质及应用。
5.发表学术论文，并在有关学术会议上展示研究成果。
六、进度安排
（1）月份：完成文献综述和实验设计。
（2）月份：合成柔性芳香羧酸和含氮配体及其结构表征。
（3）月份：构筑配位聚合物及其结构分析。
（4）月份：研究配位聚合物的性质及应用。
（5）月份：论文撰写和学术交流。
七、经费支持
本项目经费预估为20000元，用于合成试剂、表征仪器和实验室耗材等费用。经费使用要求严格按照有关管理规定执行。
八、团队人员
本课题选题团队共三人，由导师负责指导学生工作和实验室管理，学生分别负责合成化学、分析表征及实验设计等任务。团队人员如下：
导师：XXX（职称、专业、研究方向）
学生1：XXX（年级、专业）
学生2：XXX（年级、专业）
九、参考文献
1.LetiziaCioccia,etal.Coordinationpolymersbasedoncarboxylate-coligands:Anupdate.CoordinationChem