Введение
Глава I. Cоздание гибридных материалов на основе MOF (краткий литературный обзор) 18
I.1 Концепция MOF 19
I.1.1 MOF - кристаллические упорядоченные пористые материалы 20
I.1.2 MOF - трехмерные (3D) гибридные координационные полимеры
I.2 Получение MOF 30
I.3 Рациональный дизайн MOF 33
I.4. Подходы к получению гибридных материалы на основе MOF
I.5 Применение MOF и гибридных материалов на их основе 43
I.6 Заключение к главе I 45
Глава II. Формирование металл-органических каркасов с известной структурой 46
II.1 Состав и физико-химические
характеристики полученных MOF 46
II.1.2 Получение исследованных MOF 50
II.2 Влияние параметров синтеза металл-органического каркаса MOF-5 на его структурные и адсорбционные свойства 51
II.2.1 Синтез структуры MOF-5 методами «медленной диффузии» и прямого смешения 54
II.2.1 Подбор условий синтеза MOF-5:
способ прямого смешения vs «RT» метод 63
II.3 Металл-органический каркас IRMOF-3 67
II.4 Металл-органический каркас MOF-199
II.4.1 Получение образцов MOF-199 72
II.4.2 Физико-химические исследования образцов MOF-199 73
II.5 Металл-органический каркас MIL-53(Al) 77
II.5.1 Получение образцов MIL-53(Al) 82
II.5.2 Физико-химические исследования полученных образцов MIL-53(Al) II.6 Микропористый аминомодифицированный каркас NH2-MIL-53(Al) 90
II.7 Мезопористый аминомодифицированный каркас NH2-MIL-101(Al)
II.7.1 Получение образцов NH2-MIL-101(Al): контроль морфологии и размера кристаллитов 94
II.7.2 Физико-химические исследования образцов NH2-MIL-101(Al)
II.8 Мезопористый металл-органический каркас MIL-100(Fe) 99
II.8.1 Получение образцов MIL-100(Fe) 100
II.9 Цеолитоподобный цинк-имидазолятный каркас ZIF-8 102
II.9.1 Получение образцов ZIF-8 104
Глава III. Синтез новых металл-органических каркасов с гетероароматическими линкерами и ионами Zn2+ 107
III.1 Формирование металл-органических каркасов
с пиридин-2,5-дикарбоксилатными линкерами и ионами Zn2+ 109
III.1.1 Синтез новых пиридин-2,5-дикарбоксилатных координационных структур 109
III.1.2 Исследование кристаллической структуры новых координационных соединений 112
III.1.3 Физико-химические исследования новых каркасов с пиридин-2,5-дикарбоксилатными линкерами 127
III.2 Новый координационный полимер с пиразин-2,5-дикарбоксилатными линкерами ([Zn(pz25dc)(DMF)2]) 134
III.2.1 Физико-химические исследования нового 1-D цинк-пиразин-2,5-дикарбоксилатного координационного полимера 135
III.3 Заключение к главе III 146
Глава IV. Создание гибридных наноматериалов путем введения функциональных молекул и наночастиц металлов в пористую структуру MOF 148
IV.1 Формирование новых гибридных каркасов каликс[4]арен/MOF-5 149
IV.1.1 Характеристики каликс[4]аренов как функциональных молекул-модификаторов внутрикристаллического пространства MOF 149
IV.1.2 Синтез гибридных каркасов каликс[4]арен/MOF-5 151
IV.1.3 Характеристики каликс[4]аренов,
внедренных в пористую матрицу MOF-5 152
IV.1.4 Гибридные каркасы K/MOF-5 с упорядоченной структурой 153
IV.1.5 Физико-химические исследования гибридных каркасов с различным содержанием каликс[4]аренов 158
IV.1.6. Исследование влияния содержания каликс[4]аренов с различными заместителями на текстурные свойства формируемых гибридных каркасов каликс[4]арен/MOF-5 162
Заключение к разделу IV.1 167
IV.2 Формирование гибридных наноматериалов M/MOF путем пост-синтетического модифицирования металл-органических каркасов наночастицами Pd, Au и Co 168
IV.2.1 Введение наночастиц палладия в матрицы MOF 174
IV.2.2 Получение наногибридов Co/MIL-53(Al) 202
IV.2.3 Получение золотосодержащих наногибридов Au/MIL 209
Заключение к разделу IV.2 215
V. Каталитические свойства наногибридов M/MOF 217
V.1 Гидрирование циклогексена на палладийсодержащем наногибриде Pd/MOF-5 218
V.2 Парциальное гидрирование замещенных алкинов 220
V.2.1 Парциальное гидрирование фенилацетилена в присутствии наногибридов Pd/MOF 221
V.2.2 Каталитическое гидрирование дифенилацетилена в присутствие наногибридов Pd/MIL 235
V.2.3 Гидрирование 1,4-бутиндиола на катализаторах Pd/MOF 243
V.3 Каталитические свойства нанокомпозитов Сo/MIL-53(Al)
в реакциях синтеза углеводородов по Фишеру-Тропшу 257
V.3.1 Каталитические системы Co/MIL-53(Al) 259
V.3.2 Исследование каталитических свойств
наногибридов Co/MIL-53(Al) 259 V.4 Исследование каталитических свойств золотосодержащих наногибридов M/MIL
в реакции гидроаминирования фенилацетилена 263
V.5 Заключение к главе V 269
Глава VI. Формирование интегрированных мембран в виде тонких слоев MOF на пористых подложках различной природы 272
VI.1 Известные подходы к созданию мембранных материалов виде тонких слоев MOF на поверхности пористых носителей 274
VI.2 Одностадийный синтез in situ гибридных мембран на основе цеолитоподобного цинк-имидазолятного каркаса ZIF-8 на полимерном и неорганическом носителях 278
VI.2.1. Cведения о проведенных экспериментах 279
VI.2.2 Приготовление интегрированных мембран на основе ZIF-8 280
VI.2.3 Исследование физико-химических свойств
интегрированных мембран на основе ZIF-8 281
VI.2.4 Изучение газопроницаемости интегрированных мембран на основе каркаса ZIF-8 285
VI.3 Формирование тонких слоев металл-органического каркаса MOF-199 на тубулярных керамических мембранах методом вторичного роста 291
VI.3.1 Синтез селективного поликристаллического слоя каркаса MOF-199 на поверхности керамической подложки 291
VI.3.2 Физико-химические исследования интегрированных мембран с селективным слоем на основе каркаса MOF-199
на поверхности тубулярной керамической мембраны 293
VI.4 Заключение к главе VI 298
Глава VII. Создание гибридных мембранных материалов со смешанной матрицей на основе MOF 301
VII.1. Предварительное приготовление наночастиц металл-органических каркасов с последующим введением их в матрицу полимеров 303
VII.1.1 Измерение газопроницаемости с применением МММ мембранного материала, содержащего кристаллы NH2-MIL-101(Al) и NH2-MIL-53(Al) 304
VII.2. Синтез наночастиц каркаса ZIF-8 in situ в матрице полимеров различной природы 307
VII.2.1 Физико-химические свойства гибридных МММ материалов на основе каркаса ZIF-8, приготовленных согласно подходу in situ 308
VII.2.2 Газопроницаемость и селективность
МММ мембран ZIF-8/PIM-1 и ZIF-8/6FDA-ODA 315
VII.3 Заключение к главе VII 317
Заключение 319
Выводы 322
Список цитируемой литературы 325
Список трудов по теме диссертации
