【摘 要】
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随着有机多孔材料的发展,超分子有机框架(SOFs)材料因其独特的优势得到了越来越多的关注。但是其堆积单元多局限于平面多臂型分子,过于单一。因此对于SOFs材料来说,新骨架的
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随着有机多孔材料的发展,超分子有机框架(SOFs)材料因其独特的优势得到了越来越多的关注。但是其堆积单元多局限于平面多臂型分子,过于单一。因此对于SOFs材料来说,新骨架的扩展是很有必要的。芴基材料在机发光显示、有机光存储、有机光伏电池、有机场效应晶体管和有机激光等光电领域有着良好的应用。因此我们基于分子吸斥协同理论设计合成了非平面型芴醇模型分子作为SOFs材料的堆积单元。与以往SOFs的平面分子骨架不同,非平面手性分子9,9-二苯基-9H,9’H-[2,2’-二芴]-9,9’-二醇(DPFOH)的引入将为SOFs材料的分子骨架提供新的可能。其独特的非平面构型和手性特征,使得其晶体堆积不同于其他平面分子。其晶体结构中的两种手性分子位于平面芴基不同侧的位阻苯环依次首尾相连形成单个孔道,因此它的孔道互相独立不共用分子,并相互错开形成了新的孔道。而其分子手性的特性,使得它在孔道轴向呈现出特殊的立体鱼骨状的堆积,这一手性分子成功堆积得到SOFs晶体的发现将会拓展SOFs材料骨架设计的方案,成为制备SOFs材料的一种新思路。有机微/纳米晶体材料是通过非共价相互作用自组装过程形成的。因此,有机微/纳米晶体材料具有许多特征优势。我们发现区别于共价有机框架(COFs)和金属有机框架(MOFs),以其特有的非共价键连接,是一类很好的可用于微/纳米晶体形貌调控的材料。但是到目前为止,对于SOFs应用的研究多聚焦于其单晶结构,很少有研究人员尝试利用SOFs材料来制备微/纳米晶体。在本论文中我们合成了二聚叔醇分子并成功制备得到了 SOF材料,之后利用该材料通过简单的重沉淀法成功制备得到了微米管的结构,并发现含有一维孔道的SOFs材料,会更容易得到管状结构的微/纳米晶体。接下来我们通过理论计算验证了这一规律,这一发现将有助于简易化可控地制备微米/纳米级管状结构晶体。最后,我们研究了手性芴基格子分子作为内孔SOFs的非共价键自组装行为,进一步探索手性芴基分子的晶体堆积行为。
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