基于三苯胺的金属-有机骨架的构筑及性能研究

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金属-有机骨架(Metal-Organic frameworks,MOFs)又被称为多孔配位聚合物(porous coordination polymers,PCPs),是金属离子与有机配体自组装形成的一种新型多孔晶态材料。由于其迷人的结构和广泛的应用潜能,吸引了无数化学工作者的目光。MOFs材料易于功能化,可以通过功能化有机配体或次级构筑单元,赋予MOFs特殊功能。其中光功能MOFs在荧光识别、光催化、生物医学成像等领域具有很好的应用前景。本文利用具有良好光学性质的三苯胺为母体,修饰上不同基团,得到两种具有不同特性的有机桥连配体。利用精心设计的配体与过渡金属Zn2+和Cu2+离子通过溶剂热方法构筑了两例具有识别或催化位点的光功能性多孔金属-有机骨架材料,研究其在识别和光催化方面的潜能。(1)通过在三苯胺母体上修饰硝基吸电子基和羧基桥连基团,与Zn2+离子构筑了一例新型发光金属-有机骨架Zn-NO2-TCA。Zn-NO2-TCA中轮桨{Zn2(OOC-3}与轮桨{Zn2(OOC-3}通过乙醇氧原子连接形成独特的锌氧链。结构中引入的硝基虽然不参与配位,但是高密度均匀悬挂在孔道内部,易于接触,是有效的识别位点。基于Fe3+与Zn-NO2-TCA的静电相互作用,实现对了Fe3+离子的选择性识别。基于H2PO4-与Zn-NO2-TCA的双重氢键作用,实现了对H2PO4-离子的选择性识别。(2)通过在三苯胺上偶联噻吩基团拓宽配体的吸收波长至可见光区,构筑了一例在可见光区具有良好吸收能力的二维层状金属-有机配聚物Cu-TCTA。以Cu-TCTA为光催化剂,一系列的Click反应在家用节能灯照射室温条件下顺利进行,1,4-二取代三唑是唯一的催化产物并且有很高的产率。此外,Cu-TCTA作为非均相催化剂,更易于从反应体系分离。
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