项目名称: 镧系金属有机骨架材料的功能调控

项目编号: No.21476115

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 有机化学

项目作者: 朱敦如

作者单位: 南京工业大学

项目金额: 90万元

中文摘要: 本项目将运用自组装的原理和方法,探索合成具有纳米孔道结构的镧系金属有机骨架(Lanthanide-Organic Frameworks)功能材料,这类材料具有很多独特的物理和化学性能(如荧光、磁性和催化性能等),能广泛应用于气体分离、储存、催化和离子交换等实际工业过程中。通过设计、合成一系列多取代联苯二甲酸配体,使之与镧系金属离子进行自组装反应以制备具有独特物理和化学性能的LOFs材料。通过改变联苯二甲酸配体上的取代基种类和位置,并选用特定的模板剂,进一步调控LOFs的结构以获得多功能的纳米多孔材料,探索这类多孔材料的气体分离、吸附、荧光、磁性、非线性光学和催化性能,为稀土资源的综合利用和深加工奠定坚实的理论基础。

中文关键词: 镧系金属有机骨架;纳米复合材料;结构表征;功能材料;性质调控

英文摘要: This project will explore and synthesize a series of nanoporous lanthanide-organic frameworks (LOFs) functional materials by use of the principle and strategy of self-assembly. Due to their unique physical and chemical properties such as fluorescence, magnetic properties and catalysis, porous LOFs materials have been widely used in practical industrial processes such as gas separation, storage, catalysis and ion exchanges. By designing and synthesizing a series of multi-substituted biphenyl-4,4'-dicarboxylic acids as bridge-linking ligands, nanoporous LOFs materials with unique physical and chemical properties can be prepared by the self-assembly reaction of lanthanide metal ions with the ligands. In particular, by finely tuning the types and positions of the subsitituted groups on the biphenyl-4,4'-dicarboxylic acids (Inductive Effect, Conjugated Effect and Coordinated Effect) and using particular templates, we will try to control the structures of LOFs in order to obtain a series of multifunctional LOFs materials with the size-suitable nanochannels. Furthermore, we will investigate their gas separation, adsorption, fluorescence, magnetic properties, nonlinear optics and catalysis in order to make the nanoporous LOFs materials be used in practical industrial processes in the future. This project will lay solid foundations in theory and technology for the comprehensively application and deeply processing of rare earth resources.

英文关键词: Lanthanide-Organic Frameworks;Nanocomposite Material;Structure Characterization;Functional Materials;Property-controlled

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