稀土配位聚合物的合成、表征和性能研究.pdf

1、配位聚合物(Coordination Polymer)或稱金屬有機骨架(MOFs)是由金屬中心和多齒有機配體通過超分子自組裝形成一種新型無機有機雜化材料。、配位聚合物的研究方法是從分子設(shè)計的角度出發(fā)，通過選擇適當(dāng)?shù)倪^渡金屬中心和功能配體，進行分子設(shè)計和合成，從而構(gòu)筑出滿足特定功能或特定結(jié)構(gòu)的配位聚合物。稀土元素具有高配位數(shù)和獨特的光、電、磁和催化性質(zhì)，近年來獲得了越來越多的關(guān)注，而在配位聚合物領(lǐng)域?qū)ζ溲芯康眠€不足。為了獲得新穎的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2、以及探索配位聚合物做為光電材料的用途，我們選擇稀土金屬做為金屬中心，有機羧酸充當(dāng)多齒配體合成了一系列晶體，主要工作如下： 1、以La<,2>O<,3>，2，2’-聯(lián)吡啶-3，3’-二羧酸(bpdc)為原料，采用水熱法，設(shè)計合成了一個具有二維無限延展結(jié)構(gòu)的稀土配位聚合物[La<,2>(bpdc)<,3>(H<,2>O)<,4>]·4H<,2>O，通過IR、x射線單晶衍射分析等手段對其結(jié)構(gòu)進行了表征。晶體屬于單斜晶系，C2/c空間群

3、，晶胞參數(shù)a=26.749(5)A，b=7.1165(14)A，c=20.542(4)A，V=3906.1(13)A3，Z=4，ρ<,calcd>=1.953 g/cm<'3>，一致性因子為R=0.03 16，Rw=0.0842。在該配位聚合物中，晶體中的結(jié)晶水沿著b軸呈現(xiàn)一維無限有序排列。該結(jié)構(gòu)是在二維骨架的鑭系配位聚合物中首次觀察到的一維的水鏈結(jié)構(gòu)。 2、以Nd<,2>O<,3>，2，2’-聯(lián)吡啶-3，3’-二羧酸(bpdc

4、)和4，4’-聯(lián)吡啶(bpy)為原料，采用水熱法合成了一個具有二維骨架結(jié)構(gòu)的配位聚合物[Nd<,2>(bpdc)<,3>(H<,2>O)2]bpy'4H<,2>O，通過IR、x射線單晶衍射分析和熱重等手段對其結(jié)構(gòu)進行了表征。晶體屬于單斜晶系，C2/c空間群，晶胞參數(shù)a=33.104(7)A，b=7.4812(15)A，c=19.848(4)A，V=4753.6(17)A<'3>，Z=4，ρ<,calcd>=1.788g/cm<'3>，一

5、致性因子為R=0.0313，Rw=0.0808。在該配位聚合物中，晶體中的結(jié)晶水呈現(xiàn)一維無限有序排列并且和bpy配體一起沿著b軸交替排列在Nd<,2>(bpdc)<,3>形成的金屬有機骨架之間，這一結(jié)構(gòu)為水的形態(tài)研究(water morphology)提供了一個新穎的例子。 3、以Ln<,2>O<,3>(Ln=Nd(1)，Eu(2)，Tb(3))，2，2’-聯(lián)吡啶-3，3’-二羧酸(bpdc)和1，10-啡噦啉(phen)為原料，采用水

6、熱法合成了一系列具有二維骨架結(jié)構(gòu)的配位聚合物L(fēng)n<,2>(bpdc)<,3>(phen)<,2>(H<,2>O)2。通過IR、x射線單晶衍射分析和熱重等手段對其結(jié)構(gòu)進行了表征。在這三個晶體中，均包含輪軸(paddle-wheel)類型的亞結(jié)構(gòu)(secondary building unit)，各個亞結(jié)構(gòu)之間通過兩種配位模式的2，2’-聯(lián)吡啶-3，3’-二羧酸相連形成了二維無限延展的共價骨架，各個相鄰的二維骨架之間通過phen配體的π-π