芳香羧酸配體及配位聚合物的合成、結構和性質研究.pdf

1、金屬有機骨架配合物(MOFs，也稱為配位聚合物)是一類具有廣闊應用前景的新型多孔材料，近年來，配位聚合物多孔材料的設計、合成、結構及性能研究十分活躍。芳香羧酸化合物具有豐富的配位結構類型，被廣泛用做次級構筑單元(SBU)來制備新型的超分子配位聚合物MOFs，這些配合物往往具有新穎的拓撲結構，并且在光、電、磁、催化、分子識別、吸附、離子交換、氣體儲存和生物活性等領域展現出潛在的應用前景。因此，系統(tǒng)地研究配位聚合物的合成與晶體結構，探索各種

2、影響因素，可為設計和合成各種功能材料提供切實可行的途徑。
　　 本論文設計并成功合成了兩個取代芳香羧酸橋聯(lián)配體，并通過水熱法合成了兩個新的配位聚合物。同時選擇4-(對甲氧基苯基)－3，5－二(2－吡啶基)－1，2，4－三氮唑(MOBPT)，通過溶劑揮發(fā)法合成了一個新的雙核鎳配合物。主要研究內容如下：
　　 (1)設計并合成了兩個取代芳香羧酸類配體：2，5－二(4－羧基苯基)－1，3，4－噁二唑(L1)和4-(1-羧基乙氧

3、基)苯甲酸(L2)，用熔點、紅外、核磁、質譜和元素分析對其進行了全面表征。
　　 (2)分別用配體L2和配體3，3'-二甲氧基-4，4'-聯(lián)苯二甲酸(L3)與Zn2+離子進行自組裝反應，合成了兩個新的多孔配位聚合物[ZnL2]n(1)和[ZnL3]n(2)，用紅外、元素分析和粉末XRD對它們進行了表征。X-射線單晶衍射測定結果表明：配合物1屬三斜晶系，空間群P1。晶胞參數：α=4.7904(19)A，b=9.549(4)A，c=

4、11.646(5)A，α=84.122(5)°，β=87.172(11)°，γ=85.503(5)°，V=527.8(4)A3，Z=2。配合物2屬三斜晶系，空間群P1。晶胞參數：α=7.897(5)A，b=8.014(5)A，c=11.804(7)A，α=84.329(9)°，β=77.657(10)°，γ=73.374(10)°，V=698.6(7)A3，Z=2。單晶結構分析表明，在配合物1中，一個Zn2+離子和四個羧基的四個O原子配

5、位，形成扭曲的四面體幾何構型，Zn2+離子通過羧基O原子橋連形成1D聚合鏈，這些1D聚合鏈再通過配體連接起來，形成一個3D的網絡結構。配合物2中，一個Zn2+離子和四個羧基的四個O原子配位，形成變形的四面體幾何構型，相鄰的兩個Zn2+和兩個羧基形成了一個八元環(huán)的椅式單元，椅式單元頭尾相連形成了1D鏈，相鄰的兩個1D鏈之間通過配體連接起來，構成一個帶有孔道的2D平面結構。
　　 熱重研究顯示配合物1和2具有很高的熱穩(wěn)定性(400℃

6、以下)，熒光測定表明配合物2在401 nm處發(fā)出較強的藍色熒光。
　　 (3)以4-(對甲氧基苯基)-3，5-二(2吡啶基)-1，2，4-三氮唑(MOBPT)為配體，用溶劑揮發(fā)法合成了一個新的雙核鎳配合物[Ni2(MOBPT)，2(N3)4]·2H2O(3)，借助元素分析、紅外，質譜和單晶X射線衍射對其進行了表征。X-射線單晶衍射測定結果表明：該晶體屬三斜晶系，空間群P1。晶胞參數：α=9.877(2)A，b=10.396(2)