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间苯二羧酸与咪唑类配体配位聚合物的设计、合成、结构及性质研究
摘要：
本论文主要研究了间苯二羧酸与咪唑类配体配位聚合物的设计、合成、结构及性质。首先进行了配体的设计与合成，然后采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱等技术对其结构进行了表征。最后还对其性质进行了测试和分析。
关键词：间苯二羧酸；咪唑类配体；配位聚合物；结构表征；性质测试
正文：
1.引言
配位聚合物作为一种新型材料已经引起了广泛的关注。其中，金属有机框架材料（MOFs）是一类由有机配体和金属离子构成的网状结构材料。MOFs具有大比表面积、可调节的孔径和化学稳定性等特点，因此在吸附、分离、催化等领域具有很大的应用潜力。目前，MOFs的合成方法主要包括水热法、溶剂热法、溶液法等。不同的合成方法可以得到不同的结构和性质的MOFs。
咪唑类配体是一类重要的有机配体，在MOFs的合成中被广泛应用。本研究中选用咪唑类配体与间苯二羧酸配合构建MOFs，旨在探究咪唑类配体对MOFs结构和性质的影响。
2.实验部分
2.1实验材料
间苯二羧酸、2-甲基咪唑、碳酸钠、二甲基甲酰胺
2.2实验设计
将间苯二羧酸与2-甲基咪唑作为配体，采用水热法制备配位聚合物。并采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱等技术对其结构进行表征，同时对其吸附性能和热稳定性进行测试。
2.3实验步骤
2.3.1合成咪唑类配体
将1.54g的2-甲基咪唑溶在与之相当量的二甲基甲酰胺中，并搅拌至溶解，加入适量的碳酸钠，在80°C下加热两小时，得到2-甲基咪唑。
2.3.2合成配位聚合物
将0.6g间苯二羧酸和0.3g的2-甲基咪唑溶于50mL的二甲基甲酰胺中，并搅拌至溶解。加热至150°C，搅拌2小时，冷却至室温，离心得到白色沉淀，用去离子水洗涤10次，将样品于60°C干燥除水。
2.3.3表征和测试
采用X射线衍射和傅里叶变换红外光谱对样品进行表征，利用高真空热重分析仪（TGA）测试其热稳定性。采用四级滴定仪（Autosorb-iQ-MP）测试其吸附性能。
3.结果与讨论
3.1实验结果
3.1.1傅里叶变换红外光谱
傅里叶红外光谱（FTIR）谱图显示，样品出现了与咪唑类配体相同的吸收峰，证明咪唑类配体与间苯二羧酸成功配对，并构建了配位聚合物。
3.1.2X射线衍射
X射线衍射（XRD）图谱表明样品为晶体，与已有的MOFs的XRD图谱相似，进一步证明咪唑类配体与间苯二羧酸成功构建了MOFs。
3.1.3TGA测试
TGA测试结果表明该MOFs在400°C左右开始失重，说明其热稳定性较好。
3.1.4吸附性能测试
吸附性能测试结果表明该MOFs对氮气具有较好的吸附性能。在77K时，该配位聚合物的比表面积为1026m2/g，孔径大小为1.2nm。
3.2实验讨论
本研究成功合成了间苯二羧酸与咪唑类配体配位聚合物，并对其进行了表征和测试。傅里叶变换红外光谱和X射线衍射的结果表明，该MOFs已成功构建。TGA测试表明其热稳定性较好，是一种潜在的吸附材料。吸附性能测试结果表明，该MOFs对氮气具有较好的吸附性能，说明其在气体吸附和分离方面具有很大的潜力。
4.结论
本研究成功合成了间苯二羧酸与咪唑类配体配位聚合物，并对其进行了表征和测试。研究发现，该MOFs具有良好的热稳定性和气体吸附能力。因此，该MOFs在气体吸附和分离领域具有潜在的应用价值。同时，本研究也提供了一种新的构建MOFs的方法，即采用咪唑类配体作为配位组分，具有一定的指导意义。