基于含氮杂环羧酸类配体构筑的功能配合物及其性能研究

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金属有机框架(MOFs)又叫配位聚合物,简称配合物,是近些年涌现出的多孔材料之一,由于其结构多样以及功能易调整的独特属性而迅猛发展。MOFs指金属节点和有机配体连接体以配位键的方式键合,形成的具有规则形状的周期性网络结构晶态材料。含氮杂环羧酸类配体,具有配位能力强、配位方式灵活、易于通过改变实验条件而实现结构各异的配位聚合物的可控组装等优点,因此由这类配体构筑的配位聚合物在其结构与性能等方面的研究备受关注。另外,辅助配体的添加,能够丰富配位聚合物的结构类型。本文选取了4-(1,3-二唑-1-基)间苯二甲酸(配体1)和4-(1,3,5-三唑-1-基)间苯二甲酸(配体2)为配体,成功合成7例配位聚合物,并对其化学稳定性、荧光、磁性等性能进行了研究。论文的主要内容如下:第一章简述配位化学的发展史,归纳总结功能配位聚合物的设计、合成思路以及目前功能配位聚合物的研究现状。最后介绍本论文的选题意义和研究进展。第二章通过配体4-(1,3-二唑-1-基)间苯二甲酸配体与稀土金属盐[Ln(III)=Tb(1)、Eu(2)、Dy(3)]构筑了三例功能配合物1-3。结构分析表明它们均为3D结构配合物。并着重研究了配合物1和2的荧光性能和配合物3的磁学性能。其中,配合物1可潜在的应用于荧光探针识别硝基苯和Fe3+,同时对配合物1的荧光淬灭机理作了简要的分析说明。另外,实验结果表明,配合物3的磁学性质表现为弱铁磁相互作用。第三章以4-(1,3,5-三唑-1-基)间苯二甲酸为主配体,bpa、bpe、4,4’-bpy、2,2’-bpy为辅助配体,与Cu(II)自组装而成四例功能配合物4-7。结构分析表明:bpa和bpe参与的配合物4和5为三维穿插结构,4,4’-bpy参与的配合物6为二维结构,2,2’-bpy参与的配合物7为零维结构。低维度配合物7形成的主要原因是由于封端辅助配体的加入,其本身的结构对低维度配合物的合成起主要作用。配合物6中辅助配体的加入影响了整个体系的酸碱度,进而影响了金属与配体的配位环境和配位模式。磁性测试表明配合物6呈现弱的反铁磁作用,余下三例均呈现弱的铁磁相互作用。
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