基于芳香羧酸類配體的金屬-有機配位聚合物的合成、結構及性能研究.pdf

1、隨著科學技術地不斷進步，金屬有機骨架材料(Metal-organic Frameworks，簡稱MOFs)作為一種新型功能材料，因其具有豐富多樣的結構和拓撲類型，在許多領域，比如藥物的傳遞、氣體的吸附與分離、分子與離子相互交換、質子傳導、多相催化、光電磁等都表現(xiàn)出了良好的應用前景，并引起了廣大科研工作者們的極大興趣。在獲得結構新穎的金屬-有機材料的過程中，如何挑選配體起著至關重要的作用。論文依據(jù)晶體工程學理論，以構筑結構新穎、性能優(yōu)良的

2、MOFs為目的，選擇了四個芳香羧酸類配體，分別為H2L1、HL2、HL3、H2cpa(Scheme1)，并且還選用4-{(3-pyridin-4-yl)propyl}pyridine(Hpp)，2-(2H-pyrrol-2-yl)-2H-pyrrole(Hpy)和4，4'-bipyridyl(Hbpy)等含氮配體作為輔配，將配體分別與堿土金屬、過渡金屬等金屬離子反應，運用水熱和溶劑熱等方法，成功合成了一系列結構新穎的金屬-有機配位聚合物

3、，并對部分配合物做了熱穩(wěn)定性、熒光性能等表征，初步探究了羧酸類配體為主配形成的配位聚合物的自組裝方式，及結構與性能之間的關系和規(guī)律。主要研究成果如下:
　　一、以柔性多羧酸配體為主要配體，在水熱條件下合成了一系列配合物。
　　1.在水熱的條件下，通過設計合成的二羧酸H2L1為配體與鈉鹽和鋅鹽發(fā)生化學反應，成功合成了下列配合物，其分子式如下:
　　[Na2(L1)(H2O）2]n(1)
　　[Zn(C12HH8O3

4、)(C18H12N6)]n·n(C12H10O3)·2n(H2O)(2)
　　2.在水熱的條件下，通過二羧酸H2cpa配體與相應的金屬組裝合成了七個配合物:
　　(1)基于鋇鹽，添加輔配Hpp，合成了下列配合物，其分子式為:
　　[Ba(cpa)(pp)(H2O)]n·2nH2O(3)
　　(2)基于氯化鈷，添加輔配Hpy，合成了下列配合物，其分子式為:
　　[Co(py)3]·(cpa)(4)
　　

5、[Cu(py)2]·(cpa)(5)
　　(3)添加輔配Hbpy，再添加不同的金屬鹽合成了一組配合物，其分子式分別為:
　　[Cd(cpa)(bpy)]n(6)
　　[Co(cpa)(bpy)]n(7)
　　[Cu(cpa)(H2O)]n(8)
　　[Eu(cpa)(H2O)2(bpy)1/2]n(9)
　　二、通過使用含有羧酸的鄰菲羅啉衍生物作為主配，在水熱的條件下與相應的金屬反應，并構筑了一系列配

6、合物。
　　1.以HL2為主配，與過渡金屬反應，合成了下列配合物，其分子式為:
　　[Co2(C20H14N4)4(HCO2)(H2O)3]·(CH3CH3NH)(10)
　　[Ni2(C20H14N4)4(HCO2)H2O)3]·(CH3CH3NH)(11)
　　2.以HL3為主配，與過渡金屬鹽合成配合物，其分子式為:
　　[Zn(L3)2]n·0.5nH2O(12)
　　三、以苯膦酸為配體，構筑了

7、一個鈦簇，其分子式為:
　　C34H72N2O28P4Ti6(13)
　　通過使用X-射線單晶衍射儀確定了所有配合物的晶體結構，比較每個晶體結構的異同，有針對性地對其進行性能檢測。對配合物10和12進行了紅外表征，又通過使用熱重分析儀對配合物12的熱穩(wěn)定性進行了測定，使用熒光分析儀測定了配合物12的熒光性能。
　　總的來說，本論文的工作均是在水熱或溶劑熱的條件下完成的，成功構筑了含過渡金屬、堿土金屬等離子的金屬-有機芳

8、香羧酸類配位聚合物，介紹了這些配合物的合成條件及方法，并具體描述了它們的晶體結構，使用熱重分析儀器測定了部分配位聚合物的熱穩(wěn)定性，并分析了其熱重曲線。通過熒光分析儀測定了配合物12的發(fā)光情況，發(fā)現(xiàn)其發(fā)生藍移，并分析了其藍移原因。成功合成結構新穎的配合物，不僅豐富了配合物的結構和種類，而且為進一步探索金屬-有機骨架功能性材料奠定了一定的理論基礎，提供了測試的依據(jù)。另外，隨著現(xiàn)今簇配合物的發(fā)展日益旺盛，論文還對鈦簇的合成做了初步的探究，為后