功能配位聚合物

內(nèi)容概要

功能配位聚合物是分子材料中最為活躍的研究領(lǐng)域之一。《功能配位聚合物》主要介紹了功能配位聚合物的設(shè)計、合成與結(jié)構(gòu)表征等基礎(chǔ)知識，以及配位聚合物單鏈磁體、自旋轉(zhuǎn)換配位聚合物、催化功能配位聚合物、二階非線性光學效應配位聚合物、配位聚合物儲氫材料、金屬-有機骨架結(jié)構(gòu)配位聚合物發(fā)光材料、鐵電配位聚合物等重要功能配位聚合物的基礎(chǔ)與前沿進展。主要內(nèi)容涵蓋了功能配位聚合物研究中處于主流的、最重要的研究方向，使功能配位聚合物形成一個相對獨立的科學研究體系。
《功能配位聚合物》提供了較為全面系統(tǒng)的專業(yè)知識，可以作為從事功能配位聚合物領(lǐng)域研究的廣大科研人員、教師、研究生及高年級本科生的參考讀物。

作者簡介

劉志亮 博士、教授、博士生導師，1968年出生于內(nèi)蒙古自治區(qū)。2002年獲南開大學理學博士學位，曾在中國科學院化學研究所、荷蘭Lelden大學從事博士后研究工作。2006年起任職內(nèi)蒙古大學教授。主要從事功能分子材料的設(shè)計、合成及性能研究。

書籍目錄

序1 功能配位聚合物的設(shè)計、合成與結(jié)構(gòu)表征1.1 功能配位聚合物概述1.1.1 功能配位聚合物的現(xiàn)狀1.1.2 功能配位聚合物的分類1.2 功能配位聚合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計1.3 功能配位聚合物的性能設(shè)計1.3.1 磁功能配位聚合物的設(shè)計1.3.2 單鏈磁體的設(shè)計1.3.3 自旋轉(zhuǎn)換功能配位聚合物的設(shè)計1.3.4 催化功能配位聚合物的設(shè)計1.3.5 二階非線性光學(NLO)配位聚合物的設(shè)計1.3.6 儲氫功能配位聚合物的設(shè)計1.3.7 發(fā)光MOFs配位聚合物的設(shè)計及組裝1.3.8 鐵電配位聚合物的設(shè)計1.4 功能配位聚合物的單晶生長及結(jié)構(gòu)確定1.4.1 功能配位聚合物的單晶生長1.4.2 功能配位聚合物的結(jié)構(gòu)測定方法簡介1.4.3 單晶結(jié)構(gòu)解析方法簡介參考文獻2 新型一維配位聚合物磁系統(tǒng)——單鏈磁體2.1 單鏈磁體的特點2.1.1 單鏈磁體的靜態(tài)磁性2.1.2 單鏈磁體的磁化動力學行為2.1.3 單鏈磁體中的缺陷2.2 單鏈磁體的設(shè)計2.3 單鏈磁體的類型2.3.1 鐵磁偶合的單鏈磁體2.3.2 亞鐵磁單鏈磁體2.3.3 基于自旋傾斜的單鏈磁體2.4 展望參考文獻3 自旋轉(zhuǎn)換配位聚合物3.1 自旋轉(zhuǎn)換的基本概念3.2 自旋轉(zhuǎn)換現(xiàn)象的基本表征3.2.1 變溫磁化率測定3.2.2 X射線單晶衍射3.2.3 UV-Vis譜3.2.4 M?ssbauer譜3.2.5 Raman光譜3.3 引起自旋轉(zhuǎn)換現(xiàn)象的外部條件3.3.1 溫度變化引起的自旋轉(zhuǎn)換3.3.2 壓力變化引起的自旋轉(zhuǎn)換3.3.3 光致自旋轉(zhuǎn)換3.4 一維自旋轉(zhuǎn)換配位聚合物3.5 二維自旋轉(zhuǎn)換配位聚合物3.6 三維自旋轉(zhuǎn)換配位聚合物3.7 展望參考文獻4 催化功能配位聚合物4.1 催化功能配位聚合物簡介4.2 配位聚合物催化下形成C—C鍵的反應4.2.1 配位聚合物催化的醛/亞胺硅氰化反應4.2.2 配位聚合物催化的芳香醛/酮硅氰化反應及Mukaiyama-Aldol反應4.2.3 配位聚合物催化的Knoevenagel縮合反應4.2.4 配位聚合物催化的Diels-Alder加成、Michael加成反應4.2.5 稀土配位聚合物催化的Hetero-Diels-Alder加成反應4.2.6 配位聚合物催化的Suzuki-Miyaura耦合反應4.3 配位聚合物催化的氧化反應4.3.1 配位聚合物催化合成α-羥基酮的反應4.3.2 配位聚合物催化下苯甲醇選擇性氧化為苯甲醛的反應4.3.3 配位聚合物催化的烷基芳基硫醚選擇性氧化為亞砜的反應4.4 配位聚合物催化的光化學反應4.4.1 配位聚合物光催化的有機合成反應4.4.2 配位聚合物光催化的有機物降解4.5 手性配位聚合物催化的不對稱合成4.5.1 手性配位聚合物的設(shè)計4.5.2 手性配位聚合物催化芳香酮的加氫還原反應4.5.3 手性配位聚合物催化α,β-不飽和酮的環(huán)氧化反應4.5.4 手性配位聚合物催化2,2-二甲基苯并吡喃的環(huán)氧化反應4.5.5 手性配位聚合物催化的環(huán)氧化合物不對稱開環(huán)反應4.5.6 手性配位聚合物催化芳香醛與二烷基鋅的不對稱加成反應4.5.7 手性配位聚合物催化的不對稱Aldol加成反應4.6 配位聚合物催化的不飽和烴聚合反應4.6.1 配位聚合物催化的烯烴聚合反應4.6.2 配位聚合物催化的炔烴聚合反應4.6.3 配位聚合物作為Ziegler-Natta催化劑用于異戊二烯的聚合反應4.7 展望參考文獻5 二階非線性光學效應配位聚合物5.1 二階非線性光學效應基本原理5.2 基本效應及主要測試方法5.3 二階NLO化合物的分類5.3.1 無機二階非線性光學材料5.3.2 有機/金屬有機二階非線性光學材料5.3.3 二階非線性光學配合物/配位聚合物5.4 二階NLO配位聚合物5.4.1 3D金剛烷型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)二階NLO配位聚合物5.4.2 2D網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)配位聚合物組裝形成的二階NLO材料5.4.3 1D配位聚合物二階NLO材料5.5 展望參考文獻6 配位聚合物儲氫材料6.1 儲氫概述6.1.1 氫氣的獲得6.1.2 氫氣的存儲6.2 配位聚合物儲氫機理研究6.3 儲氫配位聚合物的設(shè)計策略6.3.1 控制MOFs適當?shù)目讖匠叽缂案叩目紫堵?.3.2 客體注入6.3.3 骨架連鎖6.3.4 開放金屬位點6.3.5 輕金屬MOFs6.3.6 氫溢流6.4 展望參考文獻7 金屬-有機骨架結(jié)構(gòu)配位聚合物發(fā)光材料7.1 MOFs配位聚合物的發(fā)光機理7.2 發(fā)光MOFs配位聚合物的設(shè)計及組裝7.3 重要的MOFs發(fā)光配位聚合物7.3.1 MOFs發(fā)光配位聚合物對硝基化合物的識別——爆炸物檢測7.3.2 MOFs發(fā)光配位聚合物對F-的識別7.3.3 MOFs發(fā)光配位聚合物對Ag+的識別——Ag+探針7.3.4 MOFs發(fā)光配位聚合物作為pH傳感器7.3.5 MOFs發(fā)光配位聚合物作為O2分子傳感器7.4 展望參考文獻8 鐵電配位聚合物8.1 鐵電效應基本概念8.2 鐵電相變的結(jié)晶學條件8.3 鐵電效應的基本測量8.3.1 電滯回線8.3.2 Curie溫度Tc8.3.3 Curie-Weiss定律8.4 鐵電效應配位聚合物8.4.1 一維鏈狀結(jié)構(gòu)配位聚合物鐵電體8.4.2 二維層狀結(jié)構(gòu)配位聚合物鐵電體8.4.3 三維骨架結(jié)構(gòu)配位聚合物鐵電體8.5 展望參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   6.2配位聚合物儲氫機理研究 MOFs儲氫材料是由金屬離子通過剛性有機橋聯(lián)配體相互連接形成的具有微孔結(jié)構(gòu)的晶態(tài)材料。非彈性中子散射（inelastic neutron scattering，INS）研究表明，吸氫位點通常位于過渡金屬和有機配體附近。H2分子進入孔道中，與孔壁原子的勢場能量疊加，孔壁原子與H2分子之間產(chǎn)生作用力。當孔徑大小與H2分子的范德華半徑相近時，它們之間的作用力最大。 要提高MOFs的儲氫量，可以通過調(diào)整口腦瓜徑的大小來實現(xiàn)。減小孔徑，可以提高氫分子與孔壁之間的作用力，有利于增加儲氫量；但孔徑也不能太小，否則每個孔只能容納有限數(shù)量的H2分子，氫吸附量反而下降。反之，如果孔徑太大，孔壁與H2分子之間的作用力減弱，孔洞內(nèi)部將有部分“空閑”體積，造成空腔體積的“閑置浪費”。因此，要獲得理想儲氫性能的MOFs，一般需要合成具有合適孔徑大小、同時具有較大比表面的MOFs。 目前，針對MOFs配位聚合物儲氫性能的理論研究方法主要涉及以下三種。 （1）基于從頭計算（ab initio）或密度泛函理論（density functional theory，DFT）的計算方法。這種計算方法主要用于研究H2分子與MOFs間的結(jié)合能（吸附熱，heat of adsorption），能夠很好地給出H2分子吸附位置的相關(guān)信息。 （2）基于巨正則蒙特卡洛（grand canonical Monte Carlo，GCMC）的計算方法。這種計算模擬方法主要用于預測H2分子在MOFs微孔中的吸附量。利用這種計算模擬方法較為準確地預測了一些MOFs體系的H2吸附性能。計算結(jié)果表明：在低壓（0.1 bar，1 bar=105Pa）下，Hz吸附量主要與吸附熱相關(guān)；在中等壓力（30 bar）下，H2吸附量主要與MOFs的比表面相關(guān)；在高壓（100 bar）下，H2吸附量主要與MOFs結(jié)構(gòu)中的自由體積（free volume）相關(guān)。 （3）基于分子動力學（molecular dynamics）的計算方法。這種計算模擬方法主要用于預測H2分子在MOFs微孔中的動力學行為，從而了解H2分子在MOFs微孔中的吸附擴散過程。 上述三種計算方法的著眼點各有側(cè)重，對一些MOFs體系儲氫性能的理論預測有時需要用幾種方法結(jié)合起來進行處理，會獲得與實驗結(jié)果更為吻合的結(jié)果。

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