芳香多羧酸配位聚合物的合成、結(jié)構(gòu)與功能研究.pdf

1、通過(guò)對(duì)大量文獻(xiàn)的調(diào)研匯總，本文闡述了配位聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要的生長(zhǎng)方式，并較為洋細(xì)的敘述了特定的配位聚合物憑借其特有的結(jié)構(gòu)而引起的特殊性能，初步介紹了配位聚合物結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，以及它們?cè)诜蔷€性光學(xué)、發(fā)光、氣體吸收、催化及離子交換等功能材料研究領(lǐng)域取得的進(jìn)展?？紤]到本論文主要研究工作的方向，對(duì)多羧酸配位聚合物進(jìn)行了重點(diǎn)介紹，明確了多羧酸配位聚合物中所具有的特定功能與其微觀晶體結(jié)構(gòu)之間的必然聯(lián)系。 本文主要按照“選擇有機(jī)配體

2、-組裝配位聚合物-修飾有機(jī)配體-組裝新的配位聚合物……”的策略開(kāi)展研究，先后合成了一系列具有特定結(jié)構(gòu)特征的芳香多羧酸(多配位)有機(jī)配體，然后通過(guò)水熱法和溶劑熱法與各種金屬鹽組裝出多種新穎的金屬-有機(jī)配位聚合物，具體做了以下一些工作： 1．由于對(duì)配位聚合物光學(xué)性能及氣體吸附性能的研究需要，我們先后合成了八個(gè)芳香多羧酸(多配位)有機(jī)配體，并通過(guò)它們與多種金屬離子中心存不同的溶劑、溫度、生長(zhǎng)時(shí)間等條件下的組裝得到了8個(gè)各具特色的金屬-

3、有機(jī)超分子配位聚合物。 2．通過(guò)溶劑熱法合成了二維同結(jié)構(gòu)的兩種配位聚合物[M(Hadab)(H<,2>O)](M=Cd，1；Mn，2)，(H<,3>adab=N-(3-羧基苯基)亞氨基二乙酸)。其結(jié)構(gòu)特征被單晶X-ray衍射數(shù)據(jù)解析出。借由氫鍵作用力，配位聚合物1和2的二維網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)一步組裝成三維柱一層結(jié)構(gòu)。憑借優(yōu)秀的熒光發(fā)射性能及物理性能，配位聚合物 1 可能成為潛在的熒光材料；配位聚合物2也具有不錯(cuò)的熒光性能，由于Mn自身的電

4、子躍遷特點(diǎn)，相關(guān)熒光性能的報(bào)道非常少見(jiàn)。 3．根據(jù)配位聚合物1和2的配位局限性(與芳香環(huán)直接相連的羧基未參與配位)，我們合成了有機(jī)配體二：N-(羧基甲基)間氨基苯甲酸、有機(jī)配體三：N,N’-二-(4-羧基苯基)對(duì)氨基苯甲酸、有機(jī)配體四：N,N’-二-(4-羧基苯基)間氨基苯甲酸及有機(jī)配體五：N,N’-二-(2-羧基苯基)鄰氨基苯甲酸，遺憾的，均未得到預(yù)期的單晶。但在研究過(guò)程中有機(jī)配體三、四均與Cd(ClO<,4>)<,2>·6H

5、<,2>O在堿性溶劑體系生成易塌陷單晶，分析原因，我們可能得到了大孔道的結(jié)構(gòu)。 4．未預(yù)期的合成了具有T型三連接結(jié)構(gòu)的有機(jī)配體六：3,3-二(羧甲基)咪唑[1，2-α吡啶-2-酮(H<,2>L)，并通過(guò)單晶的分析確認(rèn)了它的結(jié)構(gòu)。通過(guò)該配體與不同金屬離子中心存不同晶體生長(zhǎng)環(huán)境中的組裝先后得到配位聚合物5：[CdL(H<,2>O)<,2>]<,n>，配位聚合物7：[ZnL(H<,2>O)]<,n>和配位聚合物8：[CdL(H<,2>

6、O)]。其中配位聚合物5具有罕有的不同步長(zhǎng)(4.78和5.16A)的一維梯型鏈結(jié)構(gòu)；盡管組裝配位聚合物8與配位聚合物5的金屬鹽與有機(jī)配體完全相同，但不同的溶劑環(huán)境帶來(lái)的溶劑效應(yīng)使配位聚合物8得到了更為罕見(jiàn)的4.8<'2>拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。配位聚合物5，7和8都具有優(yōu)秀的熒光性能，是潛在的熒光材料。 5．由有機(jī)配體七：咪唑[1，2-α吡啶-2-酮在溶劑熱條件下原位縮合成二聚產(chǎn)物后與金屬Zn離子中心的組裝，我們得到配位聚合物9，通過(guò)對(duì)配位聚