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金属-有机框架(MOFs)材料由于其灵活多样的结构和易功能化的特性已经成为材料化学领域的一个新热点。镉-芳香多羧酸MOFs由于其新颖的拓扑结构、良好的发光性能和二阶非线性光学性能的应用受到人们广泛的关注。手性或者非对称MOFs材料由于其良好的二阶非线性光学以及铁电性能而受到人们的关注。然而在报道中,这类MOFs的合成多是使用手性前体或者手性溶剂。使用非手性配体,通过自组装的方法合成手性或者非对称MOFs的研究相对较少。在自组装过程中,更倾向于形成中心对称的晶体.在已报道的MOFs材料中,绝大多数以单一的金属离子作为节点,异金属MOFs材料的研究相对较少。我们在镉-芳香多羧酸体系中引入了碱金属或碱土金属,一方面希望合成异金属MOFs材料,另一方面希望第二金属的引入可以影响非对称晶体的形成。 本论文采用溶剂热方法合成了15个含芳香多羧酸的(异)金属-有机框架材料,解析了其单晶结构,利用元素分析、红外光谱、紫外可见光谱、粉末衍射、热重分析等手段进行了表征,并对相关化合物的荧光、铁电、二阶非线性光学性质等进行了初步的研究。我们的工作总结如下: 第一章介绍了配位化学的发展,金属有机配位聚合物的合成、应用。对镉-芳香多羧酸金属有机框架材料进行了简要概述,并提出了本课题的研究思路以及所取得的主要成果。 第二章报道了四个非心或手性空间群的镉/碱金属-芳香多羧酸配位聚合物分别为:{[Me2NH2][Cd2Na3(2,4-PYDC)4]·2H2O}n(1),{[Me2NH2][CdNa(OH-m-BDC)2(H2O)2]·2H2O}n(2),{[Cd3Na4(3,3BPDA)5(DME)7]·DME}n(3),{[Cd4Rb(OH)(4,4-BPDA)4(4,4-H2BPDC)2]·2H2O}n(4).这些晶体都是非对称或者是手性的空间群,表现为三维的骨架结构,可以被抽象成各种不同的拓扑结构。化合物(1)具有罕见的金属-氧三维骨架结构,在镉-钠配位化合物体系中为首例;化合物(2)中,由OH-m-BDC2-配体连接{CdNa}n一维链形成三维结构;化合物(3)具有新颖的2D+2D→2D结构;化合物(4)结构中有八重螺旋构成的中孔孔道结构,简化后为(36.412.58.62)拓扑结构。另外,由于化合物(1),(2),(3)的晶体空间群在十个极性空间群内,因此这三个化合物具有二阶非线性光学性质以及铁电性质。 第三章报道了十一个镉/碱金属或碱土金属-芳香多羧酸配位聚合物,分别为:{[Me2NH2]1.5[Cd1.5K1.5(p-BDC)3(H2O)]·3H2O· MeOH}n(5),[CdK2(OH-m-BDC)2-(H2O)3]n(6),[Cd2Rb4(3,3-BPDA)4(DMF)2(H2O)3]n(7),{[Me2NH2]3[Cd3Na3(NO2-m-BDC)6(H2O)2]·3H2O}n(8),{[Me2NH2][CdK(NO2-m-BDC)2]n(9),{[Me2NH2][CdRb(NO2-m-BDC)2]}n(10),{[CdNa2(4,4-BPDA)2]·3(H2O)·(MeOH)}n(11),{[CdK2(4,4-BPDA)2]·3(H2O)}n(12),{[Cd2Mg(4,4-BPDA)3(MeCN)3(H2O)3]·3(H2O)}n(13),{[CdCa(4,4-BPDA)2(H2O)2]·(H2O)} n(14)和{[Cd2Sr2(4,4-BPDA)4(H2O)4]·2(H2O)}n(15)。其中,化合物(8),(9)和(10)是同构的,因此我们只介绍了化合物(8)的晶体结构。化合物(11),(12),(14)和(15)是同构的,我们只介绍化合物(11)的晶体结构。其中,在化合物(5),(7),(11),(12),(14)和(15)中都存在配体连接金属形成的dia网络自穿插结构,在化合物(5)中是三重穿插,在其他五个结构中是四重穿插。在化合物(6)中,存在一个η3配位的OH-m-BDC2-阴离子配体。同构的(8),(9)和(10)中配体连接金属形成pcu网络。化合物(13)是一个二维的结构。 第四章对本论文工作进行概括总结,并展望下一阶段工作重点。