金属有机骨架(MOFs)材料是由金属离子或金属簇和有机配体通过配位键结合而形成的,作为一种新型的无机-有机功能杂化材料,在气体吸附,分离,传感,荧光和催化等方面都有着潜在的应用前景,因此受到广泛的关注,成为材料领域的研究热点之一。在构筑材料的过程中,有机配体的选择成为合成新颖功能性金属有机骨架材料非常重要的一个环节。四氮唑基团上含有4个配体能力强的N原子,配位模式多种多样,同时也易于形成金属簇或者链状的构筑模块。因此,本课题选用结构刚性对称的5-取代双四氮唑H2bdt (1,4-benzeneditetrazol-5-yl)作为主要的有机配体,在水热和溶剂热的合成条件下,设计合成了8例结构新颖的化合物,并对它们进行了结构解析和粉末,热重,荧光等性能表征。选用硝酸镉和H2bdt有机配体,利用DMF和DMI的溶剂组合得到了化合物[H2N(CH3)2][Cd4Cl(H2O)4(bdt)4]·5H2O-3DMF(1)。通过晶体解析可知,化合物1是一个四方的金属有机骨架材料,Cd和Cl原子在一个平面上形成四方形的四核镉簇{Cd4Cl}次级结构单元(SBU),然后通过四氮唑配体bdt的连接,形成三维的阴离子骨架结构。有意思的是,化合物1是至今为止,首例由这样的{M4Cl}簇和线性桥连双四氮唑配体构成的8-连接的bcu拓扑网络。化合物K[Cd(bdt)Cl]·2DMI (2)是采用与化合物1相同的溶剂热合成方法,并在其中引人KCl而得到的一例全新的结构。通过X-射线单晶衍射测定,晶体解析可知,在化合物2中,金属镉中心与四氮唑基团形成一个三核的{Cd3(tz)6}隔簇结构单元,然后再通过无机氯离子桥连,在一个方向上形成镉-四氮唑-氯的直线链,最终这样六条相邻的链与链之间通过四氮唑配体的苯环桥连而构筑得到化合物2的三维阴离子骨架结构,K+离子填充在孔道内平衡电荷。并展现出经典的8-连接的bcu拓扑网络。化合物[Cd2(H0.67bdt)3]·2H2O (3)和[Cd(bdt)(H2O)2]·4H2O (4)是通过调控不同的温度由水热合成方法得到的。化合物3是由直线棒状的镉-四氮唑基团次级结构单元取道共价键,形成的三维中性骨架结构。而化合物4则是由镉,四氮唑基团和水形成的二维层结构取道共价键,形成的三维中性骨架结构。展现在这的化合物[H2N(CH3)2]2[Cd5(bdt)3(btc)2(H2O)2]-3H2O (5)(H3btc=1,3,5-benzenetricarboxylic acid)和[Cd5(Hbdt)2(bdt)(btc)2(H2O)2]-4H2O (6)都是三维的金属有机骨架材料,结构中都含有高连接(10-连接)的三核镉簇单元。因为这两个材料都是双配体构筑的结构,所以可以利用拓扑网络综合的思想。化合物5是(3,4,4,4,10)-连接的拓扑网络结构,包含了由Cd-bdt构筑的xbe网络和Cd-btc构筑的kgd网络,而化合物6是(3,4,4,4,4,4,10)-连接的拓扑网络结构,包含了由Cd-bdt构筑的fry网络和Cd-btc构筑的kgd网络。选用硝酸锌和第二辅助配体参与结构的构筑,成功的得到了两例新的材料[Zn2(bdt)(Hbtc)]·H2O (7)和{Zn2[BH(im)3]2(bdt)}·2DMI (8)。化合物7采用与之前一样的拓扑网络分析方法,整体的tfz-d的柱层式的网络可以看成是由Zn-bdt构成的kgd网络和由Zn-btc构筑的1D链结合而成。化合物8是中性的三维骨架结构,经过仔细的分析,在这个结构中存在由带负电荷的[BH(im)3]单元和带正电荷的[Zn(tz)]+单元组成的中性二维层。进一步,这样相邻的层与层之间通过bdt配体中残留的苯环连接,最终形成三维的骨架结构。本课题以H2bdt作为主配体,采用水热和溶剂热的合成方法,成功的合成了8例新颖的金属有机骨架材料。所有的化合物都经过热分析,粉末衍射,和荧光的表征。为今后进一步揭示配位聚合物的定向设计合成和性质开发积累了有价值的方法和实验数据。