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金属-有机配位聚合物(MOFs)具有优良的表面性质、多样性的结构而引起科研工作者们极大的兴趣,这些优良的性能使其在催化、气体存储、选择性吸附/分离、非线性器件、传感器、生物医药等领域具有良好的应用前景。由于MOFs受自身催化活性和稳定性的限制,使其在催化应用领域一直未能取得较大的突破,因此,设计合成具有高效、高稳定性的MOFs催化剂仍然是该领域中亟需解决的难题。本论文选用二(3-(2-吡啶基)-(5-1 H-1,2,4-三氮唑基))甲烷(H2L1)和联(5-乙酰氨基-1H-1,2,4-三氮唑)(H4L2)两种配体合成出一系列结构独特的配合物。主要研究了两个Zn、Cd五元纳米管道配合物的非均相催化性能,并利用核磁共振、高效液相色谱和固态荧光技术,对Aldol反应和硫醚氧化反应的催化活性进行了初步的研究。其次,本文还选用3,5-二(1H-1,2,4-三氮唑-3-基)-4H-1,2,4-三氮唑-4-胺(H3L3)作为配体,该配体由于氨基上具有孤对电子,一方面可以作为配位原子,另一方面它也是良好的有机中间体,因此我们不但可以利用其与过渡金属合成一系列配合物,还可以将该配体的氨基消除,进一步得到三个三唑配体,3,5-二(1H-1,2,4-三氮唑-3-基)-4H-1,2,4-三氮唑(H3L4),并利用该配体合成一系列的配合物,通过X-射线单晶衍射、元素分析、红外光谱、粉末衍射等手段表征了它们的结构,对一些配合物的磁学性质、固态荧光、热稳定性进行了初步的探讨。全文一共分为四章:第一章:简述了金属-有机配位聚合物(MOFs)的发展,简单介绍了 MOFs的特点。同时,我们主要综述了近年来MOFs材料在催化领域的应用。第二章:通过溶剂热法合成了 2个基于H2L1和H4L2配体的金属-有机配合物:{[Zn15(L1)5(L2)5]·2DMF}n(1)、{[Zn15(L1)5(L2)5]·2DMF}n(2)。单晶 X-ray 衍射分析表明配合物(1)、(2)具有相似的结构,均为五元纳米管道型结构的MOFs,孔道的空腔内部被两个DMF溶剂分子填充,纳米管道框架中的不规则五边形窗口尺寸大小分别为ca.52和59 A2。配合物(1)、(2)作为非均相催化剂,分别对两种不同类型的Aldol反应和硫醚氧化反应的催化活性进行了初步探讨。Aldol反应的催化结果发现:配合物(1)、(2)对于底物4-NBA和3-NBA都有很好的催化活性,而对于底物2-NBA的催化活性有所下降,又因为配合物(2)纳米管道框架中的不规则五边形窗口尺寸比(1)的稍大些,配合物(2)对于三种底物醛的催化活性比(1)稍好些。同时,我们还发现当去除管道空腔内的DMF溶剂分子后,使催化活性有所提高以及催化反应时间相应的缩短一些。对硫醚氧化反应的催化结果发现:当催化剂用量为2 mol%时,配合物(1)和(2)对于亚砜的对映选择性的ee值稍高一些。对配合物(1)和(2)的固态荧光性质研究表明:两个配合物的最大发射峰相对于H2L1配体都发生了蓝移,可能由于金属与H2L1配体配位引起的;相对于H4L2配体都发生了红移,可能是配体与金属配位的过程中配体自身的平面发生了不同程度的弯曲,有效地减少了配体的刚性和对称性,从而增加配体内部的π…π*跃迁途径中非辐射衰变。第三章:通过水热法合成了 4个基于H3L3配体的配合物和2个基于H3L4配体的配合物,单晶X-ray衍射分析表明配合物(3)-(5)为异质同晶,并且三者都呈现的是一个方形孔道的结构;配合物(6)也是一个方形孔道的结构,但是相比较配合物(3)-(5)规则的方形孔道框架,配合物(6)的方形孔道框架发生了一定程度的扭曲,这种现象是由于金属离子半径大小不同,导致中心金属离子的配位构型以及配体采取的配位模式不同,从而导致方形孔道框架发生了一定程度的扭曲。配合物(7)和(8)为异质同晶,两者都是双核簇结构。对配合物(5)和(6)的固态荧光性质研究发现:配合物的最大发射峰相对于H4L3都发生了蓝移,而配合物(5)发射光谱蓝移的程度要比配合物(6)大,这种差异可能来源于中心金属离子的离子半径和配位模式不同,致使其配位环境不同,从而引起金属离子基态能级产生一定程度的差异。对配合物(4)磁学性质的研究结果表明配合物的金属离子之间有弱的反铁磁相互作用。第四章:通过溶剂热法合成了4个基于H2L1和H4L2混合配体的配合物,单晶X-ray衍射分析表明配合物(9)呈现的是一个较好平面型Cu10簇合物结构;配合物(10)是一个基于三核镉簇亚单元通过Fe离子桥连而形成的一维链结构;配合物(11)呈现的是一个风车状三核簇的结构;配合物(12)呈现的也是一个风车状三核簇的结构,但是不同于(11)而言,配合物(12)的2个H2L1配体上亚甲基发生了羰基化,这是因为配合物(11)和(12)合成的环境体系都是中性条件,但它们的合成温度不同,配合物(12)的温度高于配合物(11)且两者的金属离子也不同,从而导致配合物(12)的H2L1配体发生羰基化。配合物(11)的固态荧光结果表明:相对于H2L1配体,其最大发射峰发生了一定程度的蓝移,原因可能是金属与H2L1配体的配位引起的;相对于H4L2配体发生了红移,可能是由于配体-金属之间的相互作用引起的。