基于双吡啶基亚甲基环己酮配体的过渡金属配位聚合物的合成、结构与性质研究

来源 :江西理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjuxy2001
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配位聚合物(Coordination polymer)是由金属离子与无机/有机配体通过配位键组装形成的具有高度规整的无限网络结构的化合物。其中金属离子或金属簇与有机配体形成的多孔配位聚合物叫做金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)。作为一种新型的分子晶体材料,具有一维、二维或三维的网络结构。在结构与功能相关性的研究中发现,MOFs在很多领域都有很大的潜在应用价值,如光、电、磁、气体吸附与分离、催化等等。本文首先合成了两个含氮碱性配体(2E,6E)-2,6-二(4-吡啶基亚甲基)环己酮(BPCH)和(2E,6E)-2,6-二(3-吡啶基亚甲基)环己酮(BPMC),然后在混合配体构筑策略下,与不同的芳香羧酸配体成功合成12个过渡金属配位聚合物,并对其结构与性质进行表征和探索,主要工作内容如下:(1)通过一个简单高效的醛酮缩合反应路线,合成出配体BPCH。然后选取三种刚性芳香羧酸对苯二甲酸(H2TP)、间苯二甲酸(H2IP)和均苯三甲酸(H3TMA),用溶剂热法成功合成7个配位聚合物。在对MOFs进行结构表征后发现,MOFs1、2、3均呈现为三维结构,MOFs 4-7表现为异质同晶的二维结构。接着对其进行荧光测定,均显示出对Fe3+有较好的荧光猝灭传感效应。随后还对MOF 2进行了导电性能的探究,结果显示在60℃、98%相对湿度条件下,其质子导电率为4.10×10-6 S cm-1。在有机染料吸附的探究中发现,MOFs表现出对甲基橙染料有一定的吸附性能。(2)在同样的醛酮缩合反应路线下,合成出类似的配体BPMC,它们的区别仅在于吡啶基的位置不同。接着选取三种刚性羧酸H2TP、H2IP和5-甲基间苯二甲酸(H2MP),用溶剂热法合成出5个配位聚合物。结构表征后发现,MOFs 8、9和11与MOFs 4-7的二维结构相同,而MOFs 10和12则呈现出完全不同的结构。在性质研究方面,MOFs 9、10和11均对Fe3+有很好的荧光猝灭传感效应,在对MOF 10的荧光进一步探究后发现,它对一些常见金属离子有很好的抗干扰效果,并且有一定的循环性能。此外,MOFs 9和10具有一定的导电性能,在60℃、98%相对湿度条件下,质子导电率分别为7.00×10-7 S cm-1和1.53×10-7 S cm-1。同时MOFs 8、9、10和11还对有机染料甲基橙有一定的吸附作用。
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