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作为一种新型的有机无机杂化材料,金属有机框架材料(MOFs)由于具有丰富多彩的结构和优良的物化特性,近年来发展成为当前材料领域一个十分热门的研究课题。本论文以具有光电活性的联吡啶鎓盐衍生物为主要功能配体,与多齿羧酸协同组合,通过溶液挥发、水(溶剂)热方法,与金属离子配位组装得到了19例新颖的MOFs。通过单晶/粉末X-射线衍射,红外光谱,紫外漫反射,元素分析,热重分析,磁性能测试,气体吸附,顺磁共振,荧光光谱等手段对这些化合物的结构和性能进行了详尽表征和分析: (1)主辅配体协同组装磁性MOFs:利用柔性的联吡啶鎓盐配体H2BpybcCl2(二氯化-1,1-二(4-羧基-苯亚甲基)-4,4-联吡啶)及L·Cl2(二氯化-1,1-(1,4-苯亚甲基)-二(4,4-联吡啶)),同多齿的辅助羧酸配体分别与Mn2+、Co2+、Cu2+离子配位组装,构筑了8例具有新颖结构的三维分子基磁性MOFs。磁性能测试表明其均表现出反铁磁性。通过对Cu基MOFs2-5a、2-5b、2-5c结构与磁性能分析发现,由于辅助羧酸上的取代基具有不同的空间位阻和推拉电子的效应,与L·Cl2协同组装的这三例MOFs的四核铜氧簇Cu-O-Cu间的夹角出现梯度变化,金属与金属间的距离发生变化,性能上具有磁转变的趋势。 (2)构筑具有吸附分离性能的多孔MOFs:通过联吡啶鎓盐配体L·Cl2分别与Cd2+、Zn2+配位组装合成得到一例三维多孔MOF3-1,及一例二维多孔MOF3-2。L配体上的联吡啶鎓阳离子作为路易斯酸位点被引入到3-1和3-2的孔道内壁,使其能够对极性水、甲醇分子具有良好的选择性吸附性能。同时化合物3-2能够对温度、氨气刺激产生柔性响应,发生可逆的单晶到单晶的结构转化,分别得到化合物3-2-L和3-3;此外还对富电子型的乙炔分子具有选择性吸附性能,在乙炔分子的选择性吸附分离纯化方面具有潜在的应用价值。 (3)对客体分子识别性能的研究:化合物3-2能够可逆的吸附氨、苯酚及苯胺类衍生物等8种给电子型的客体分子。L配体上缺电子鎓基团的Lewis酸性,使其对碱性氨分子具有优先吸附能力;与此同时晶体颜色由黄色迅速变为深蓝色,则是由于联吡啶鎓基团具有氧化还原活性,可被还原性氨分子还原。吸附苯酚及苯胺类客体后的样品可以通过单晶衍射得到其单晶结构,对应吸附不同的客体分子得到化合物4-1到4-7。从分子结构、紫外光谱等结果分析发现是由于主客体间产生电荷转移作用,使得3-2实现对苯酚及苯胺类等客体的专一识别,而且可以通过晶体颜色上的变化方便快捷的来检测识别过程。此外,化合物3-2还对I2具有一定的吸附能力。