以雙吡啶萘醯亞胺與芳香二酸製備鈷金屬有機框架化合物 : 合成、結構鑑定、二氧化碳吸附與染料吸附

Cobalt－Organic Frameworks Based on N-(Pyridin-4-yl)-4-(pyridin-4-yl)-1,8-naphthalimide and Aromatic Dicarboxylic Acids : Synthesis, Structures, CO2 Uptake, and Dye Adsorption

施衍丞(Yen-Cheng Shih)

指導教授 ： 吳景雲

國立暨南國際大學/科技學院/應用化學學系/碩士(2017年)

摘要

在水熱條件下，利用硝酸鈷，雙吡啶橋接有機配子NI-bipy-44與芳香二酸化合物反應，得到四種鈷金屬配位聚合物：[{Co3(bpdc)3(NI-bipy-44)(DMF)}{Co3(bpdc)3(NI-bipy-44)(H2O)}] (1)，[Co2(bpdc)2(NI-bipy-44)] (2)、 [Co2(1,4-bdc-Br)2(NI-bipy-44)2] (3)和[Co2(1,4-bdc-NO2)2(NI-bipy-44)2] (4)。化合物1具有三維二次互穿的層柱狀結構，孔隙佔有率為43.2%；化合物2具有三維二次互穿的層柱狀結構，孔隙佔有率為62.3%；化合物3、4具有三維的層柱狀結構，孔隙佔有率分別為56.1%及49.9%。
我們透過化合物2、3其孔洞性進行CO2的吸附檢測。化合物2表現出對CO2的吸附能力。化合物3對CO2的吸附能力不佳。
我們也將化合物1－4浸泡在染料水溶液中，利用可見光紫外光光譜檢測化合物1－4對於染料的吸附能力。所使用之有機染料有甲基橙、亞甲藍、甲基藍、孔雀石綠、酸性橙7、羅丹明B和甲基紅。實驗結果顯示四種有機金屬框架與有機染料間有不同的吸附能力。化合物1和化合物2對甲基橙、亞甲藍、甲基藍、孔雀石綠、酸性橙7、羅丹明B有吸附能力;化合物3和化合物4對甲基橙、亞甲藍、甲基藍、酸性橙7、羅丹明B和甲基紅有吸附能力。根據染料的吸附，我們進一步分析其動力學吸附機制。

關鍵字

萘醯亞胺 ； 金屬有機框架 ； 二氧化碳 ； 有機染料

並列摘要

Through solvothermal reactions, four cobalt–organic frameworks, [{Co3(bpdc)3(NI-bipy-44)(DMF)}{Co3(bpdc)3(NI-bipy-44)(H2O)}] (1), [Co2(bpdc)2(NI-bipy-44)] (2), [Co2(1,4-bdc-Br)2(NI-bipy-44)2] (3), and [Co2(1,4-bdc-NO2)2(NI-bipy-44)2] (4) were constructed from Co(NO3)2∙3H2O, N-(pyridin-4-yl)-4-(pyridin-4-yl)-1,8-naphthalimide (NI-bipy-44), and aromatic dicarboxylic acids (biphenyl-4,4′-dicarboxylic acid, H2bpdc; 2-bromoterephthalic acid, 1,4-H2bdc-Br; nitroterephthalic acid, 1,4-H2bdc-NO2). Compounds 1 and 2 have a two-fold interpenetrated 3D pillared-layer structure with 43.2 and 62.3% porosities, respectively; compounds 3 and 4 have similar structure suiting a 3D non-interpenetrated pillared-layer structure with 56.1% and 49.9% porosities, respectively.
Compound 2 showed gas adsorption ability for CO2, while compound 3 does not.Furthermore, dye adsorption studies showed that compounds 1 and 2 can adsorb methyl orange (MO), methylene blue (MB), methyl blue, malachite green chloride (MG), acid orange 7 (AO7) and rhodamine B (RhB), while compounds 3 and 4 can adsorb MO, MB, methyl blue, AO7, RhB and MR.

並列關鍵字

naphthalimide ； metal–organic framework ； CO2 ； organic dye

參考文獻

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