三联吡啶羧酸配体构筑的配位聚合物的合成、结构及应用

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ez062009
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配位聚合物因其复杂多样的价键形成以及丰富新颖的拓扑结构,在光催化、荧光探测与传感、质子传导、吸附分离、光捕获、通信等方面展现出巨大应用潜力,成为当今研究的热点之一。本论文采用水热合成法,设计合成7个结构、性能均不同的配位聚合物,其晶体结构通过X射线单晶衍射仪得以确定,其它基本表征手段有:元素分析、红外、热重、紫外、荧光等。基于以上表征结果,对七个配合物的性能进行进一步探究发现,其中三个配合物具有光催化活性,两个锌、铬配合物有荧光传感性能,而另外锌、铬两个配合物则在质子传导方面有出众表现。  本论文采用2-([4,2:6,4"-三联吡啶]-4-基)-1,3,5-均苯三甲酸(H3tbta)配体与过渡金属盐三水合硝酸铜,六水合硝酸钴,六水合硝酸锌,四水合硝酸镉,氯化锌和含氮配体4,4-双(1H-咪唑-1-基)-1,1-联苯(4,4-bibp),1,10-菲啰啉(phen),合成了以下七个结构新颖的配位聚合物,[Cu(Htbta)(phen)·5H2O]n(1),[Co(Htbta)2H2O]n(2),[Co3(tbta)2(4,4-bibp)2·9H2O]n(3),[Cd(Htbta)·3H2O]n(4),[Zn(Htbta)·3H2O]n(5),[Zn(Htbta)·3H2O]n(6),[Cd3(tbta)2(phen)3·5H2O]n(7)。对这七个配合物的晶体结构进行探究和讨论后围绕其光催化、荧光传感、质子传导性质进行研究。  配合物1为二维平面结构,配合物2、3为三维结构,对三种配合物固体漫反射分析发现,三者均可吸收紫外光进而进行光催化实验,实验设定目标污染物:有机染料亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB),在紫外灯照射下,对配合物1-3基于以上两种染料的光催化降解效果进行研究。实验结果表明,配合物1-3分别用时80分钟、50分钟、150分钟就几乎可以完全降解MB和RhB。同时,研究三种配合物的循环利用情况,将实验过后的配合物样品进行回收发现,循环催化3次后配合物结构稳定且仍对染料具有较高的降解率。以上实验结果表明,配合物1-3可以作为降解MB、RhB方面的光催化剂,具有实际应用于降解染料废水污染物的潜质。  配合物4、5均为三维配合物,固体荧光表明两者都具有很高的荧光强度,且在水溶液中受影响最小,在配合物水溶液体系中加入Fe3+,两种配合物各自的荧光发生不同程度的淬灭,之后对不同浓度、不同响应时间条件展开实验,得出结论,配合物4-5能快速识别、检测水体中的Fe3+。对实验前后样品粉末衍射图进行分析,表明配合物结构稳定,可用于水体中金属阳离子的检测。  配合物6、7分别为三维、二维结构配合物,质子传导实验测定了高湿度,不同温度下的质子传导率,随着温度的升高,质子传导率增大,活化能计算依据阿伦尼乌斯方程,配合物6、7活化能大小分别为0.17eV、0.14eV,对比不同温度条件测试前后样品的粉末衍射图,验证了配合物6、7结构的稳定性,说明以上两种配合物都具有作为性能优良的质子传导材料的潜质。
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