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金属-有机框架材料(MOFs)作为一种新兴的明星晶态多孔材料,具有结构多样性、高比表面积和多孔性,以及可调节设计可功能化等特性。作为金属有机骨架材料的一个分支,金属卟啉框架材料由于引入了具有特殊结构与性能的卟啉分子,因此其不仅具有MOFs的一般特性,而且还具有一些自身独特的性质。本论文主要利用羧基卟啉、酚基卟啉以及邻羧酚基卟啉构筑了一系列新型晶态多孔配合物,并研究了其性能。具体工作如下:1、在课题组工作的基础上,基于酚基卟啉配体THPP(THPP=5,10,15,20-tetrakis(3,4,5-trihydroxyphenyl)porphyrin)和THBPP(THBPP=5,10,15,20-tetrakis(3,4,5-trihydroxybiphenyl)porphyrin)构筑的系列锆基金属酚基卟啉多孔配合物Zr PP-n-H2(n=1和2)和Zr PP-1-M(M=Fe、Ni、Cu、Zn、Mn和Co),在532 nm激光波长不同脉冲能量下,用开孔Z扫描技术研究了其非线性光学性能和光限幅特性。结果表明卟啉配体的长度不能改善材料的光限幅性能,然而,当卟啉环中心与锰、铁、钴、镍、铜、锌金属离子螯合后,特别是锰和钴,其光限幅性能得到极大地改善,这表明在卟啉环中锚定金属离子可以提高卟啉基MOFs的光限幅性能。这项工作可能为金属卟啉基MOFs用于激光防护提供了一个新的视角。2、由于纯粹的酚基卟啉难以获得可以通过X-射线单晶衍射收录尺寸的晶态MOFs,因此,本文合成了一种羟基功能化的羧基卟啉配体T~3CPP-OH,(T~3CPP-OH=5,5’,5’’,5’’’-(porphyrin-5,10,15,20-tetrayl)tetrakis(2-hydroxybenzoic acid)),该配体同时具有羧基和羟基(酚基),本文利用该配体与Ca构筑了两例新颖的具有未配位羟基的晶态多孔配合物Ca-T~3CPP-OH-1,Ca-T~3CPP-OH-2。并对其进行了一系列的表征,结构分析表明该结构中存在大量未配位的羟基,并且层间存在大量的水分子。由于未配位的羟基可以与水分子或其他溶剂分子形成氢键网络而具有促进质子传导的功能。因此,本文研究了该类材料的质子传导性能,测试结果表明Ca-T~3CPP-OH-2在高湿条件下表现出优异的质子传导性能,在25℃,98%相对湿度下电导率可达到1.4 x10-3 S cm-1。3、为了进一步探究卟啉MOFs在清洁能源方面的应用,本文利用羧基卟啉TCPP(TCPP=meso-Tetra(4-carboxyphenyl)porphine)成功构筑了三例新颖的晶态配合物Ni-TCPP-1,Ni-TCPP-2,Ni-TCPP-3,并对其进行了一系列的表征。紫外可见光谱分析表明该化合物具有可见光吸收特性。光电流测试表明三种化合物都具有光电流响应能力。同时本文通过Tauc plot并结合Mott-Schottky测试分析该化合物的能带结构,发现该化合物具有适宜的光催化二氧化碳还原的能带。更进一步,本文通过气体吸附测试发现该化合物具有二氧化碳吸附效果。说明该材料具有光催化二氧化碳还原的潜力。因此,本文对化合物Ni-TCPP-3进行了光催化二氧化碳还原测试。发现这种新型多孔材料作为一种非均相共催化剂,与光敏剂三联吡啶氯化钌配合,具有高效的光催化CO2还原性能。在可见光照射下,CO产率可达11μmol h-1,同时该化合物对还原产物CO具有较好的选择性,选择性可达97%。4、为了获得高价离子配位的更稳定卟啉MOFs,本文使用两步法合成了一例目前比较罕见的基于羧基卟啉TCPP的钛基晶态多孔配合物Ti-TCPP。在两步法合成的过程中,首先合成基于对氨基苯甲酸的Ti6簇作为前驱体,然后再将Ti6簇和TCPP反应,进而获得化合物Ti-TCPP。分析发现,该化合物与PCN-221同构,本文对该化合物的形貌,吸附性能等进行了一系列表征。该化合物的合成不仅拓展了Ti-MOFs结构的多样性,同时也为Ti-MOFs的合成提供了很好的借鉴意义。