联吡啶鎓盐功能材料的骨架调控及光电性能研究

来源 :北京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ysgmxh
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近些年来,金属有机框架材料已经在气体吸附-分离、催化、药物缓释及光化学等领域展现出了广泛的应用价值。联吡啶鎓盐衍生物是一种具有较强的导电性、氧化还原活性、光致变色性能的有机小分子,将该类具有光电活性的小分子作为结构基元引入金属有机骨架结构中能够合成新颖的多功能光电活性先进材料,在光学器件、光学开关和光信息存储等领域具有潜在的应用。本课题选用联吡啶鎓盐衍生物作为主要功能结构基元,引入不同类型的辅助配体,通过配位组装得到了六例配位化合物晶体,通过红外光谱,单晶/粉末,元素分析,X-射线衍射,热重分析,紫外光谱,顺磁共振等手段对这些化合物进行了表征与分析,并研究了不同分子构型对化合物光致变色性能的影响。本课题的创新之处如下:(1)选择合适的实验环境,选择柔性的H2Bpybc Cl2配体,通过与不同的金属离子及不同类型的辅助配体自组装来构筑结构新颖的配合物。由于辅助配体给电子能力以及配位能力的不同,可以通过改变辅助配体来调控其结构及光电性能。(2)通过选择相似的羧酸辅助配体如间苯二甲酸(H2ip)、2,6-吡啶二羧酸(2,6-pydc)、5-羟基间苯二甲酸(H2hip),选用金属离子Zn2+、Cd2+,通过与H2Bpybc Cl2进行自组装,我们得到了四例不同结构的联吡啶鎓盐配合物,{[Zn(Bpybc)0.5(ip)(H2O)]?0.5H2O}n(3-1)、{[Cd(Bpybc)(2,6-pydc)]?2H2O}n(3-2)、{[Zn2(Bpybc)2(hip)2]?DMF?5H2O}n(3-3)和{[Cd(Bpybc)(hip)(H2O)]?5.5H2O}n(3-4)。通过对这四例化合物电子给体与受体间的距离、联吡啶鎓盐配体中相邻吡啶环间的夹角以及配体间是否存在π-π作用力等方面进行了分析,探究了影响辅助配体对骨架结构以及光致变色性能影响,并对3-4热致变色、溶剂变色进行了初步的探索。(3)通过选择相同的金属Cd2+,引入含有不同的推/拉电子基团的多羧酸辅助配体如5-甲基间苯二酸(H2mip)、5-硝基间苯二酸(H2nip),通过与H2Bpybc Cl2进行自组装,构筑了两例具有相同骨架结构的化合物{[Cd(Bpybc)0.5(mip)(H2O)]?2H2O}n(3-5),{[Cd(Bpybc)0.5(nip)(H2O)]?H2O}n(3-6)。通过对比这两例同构的化合物光致变色性能的差异,探究骨架结构中辅助配体官能团对光致变色性能的影响,并为调节化合物光致变色性能提供了一个新的思路。
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