目前,通过晶体工程学设计、制备金属-有机配位聚合物已成为研究材料化学和配位化学的重要手段之一。晶体工程学合理的结构设计可以实现配位聚合物性质调控,从而实现其在光电、催化、生物传感、气体吸附等方面的应用。然而,在催化领域,配位聚合物作为催化剂依然存在一些不足,例如催化效率低、稳定性较差等。本文利用水热合成方法,设计合成了 10个基于氛/羧基多功能配体的金属-有机配位聚合物。通过X-射线单晶衍射仪、X-射线粉末衍射仪、热失重谱、红外光谱等表征手段对这些配位聚合物进行了表征。利用烯烃的选择性催化氧化反应考察了这些配位聚合物的催化活性。具体研究内容如下:1、在水热条件下,利用5-甲基-3-苯基异噁唑-4-羧酸(mpca)和1,3-二(4-吡啶基)丙烷(bpp)两种分别含有羧基和氮原子的混配体,结合三种不同的过渡金属离子(Co、Zn、Cd),合成了 3种金属-有机配位聚合物:Co(bpp)(mpca)2(1)Zn(bpp)(mpca)2(2)Cd(bpp)(mpca)2(3)结构分析显示,化合物1、2、3具有相似的一维链结构,并且通过氢键作用形成了二维超分子结构。三种化合物作为非均相催化剂,利用环辛烯的选择性催化氧化实验检验其催化活性。催化实验结果表明,三种化合物都具有较好的催化活性。其中,1具有最高的催化活性,48小时后催化环辛烯氧化的转化率达到45.77%。氧化产物环氧环辛烷的选择性达到90.85%,环辛烯二酮的选择性为9.08%。我们推测认为,催化剂对两种氧化产物的催化活性不同,是导致产物相应选择性差别巨大的主要原因。2、选用含有多个羧基的1,3,5-均苯三甲酸(BTC),均苯四甲酸(BTEC),以及5-氨基-间苯二甲酸(AIPC)分别作为第一配体,选择1,3-二(4-吡啶基)丙烷(bpp)作为第二配体,以Ni(Ac)2作为金属来源,在水热条件下合成三个金属-有机配位聚合物:Ni4(BTC)2(BPP)2·10H2O(4)Ni(AIPC)(BPP)(5)Ni2(BTEC)(bpp)2·2H20(6)结构分析显示,聚合物4通过过渡金属与桥联的BTC,bpp配体相连接形成了二维平面结构,相邻的二维面之间相互穿插,连成了一个三维的框架结构。而化合物5和6均是过渡金属与桥联羧酸配体以及bpp相连形成二维平面结构。以聚合物4,5,6为催化剂,利用环辛烯选择性催化氧化实验来验证其催化活性。催化实验结果表明,三种聚合物在空气中选择氧化环辛烯的催化活性较低。其中聚合物4的催化活性比5和6要高,反应48小时后,环辛烯的转化率达到13.17%。我们推测造成这种现象的原因是所选的三个配体BTC、BTEC、AIPC都表现出较低的催化活性。3、选用均苯四甲酸(BTEC)为主要配体,柔性1,3-二(4-吡啶基)丙烷(bpp)作为辅助配体,使用Co(Ac)2和NH4VO3作为金属来源,在水热条件下,合成出了四种聚合物7,8,9和10:Co3(bpp)2(BTEC)2 · 10H2O(7)Co5(bpp)(BTEC)2·2H2O(8)Co3(VO3)6(bpp)4·6H20(9)Co(V03)2·2H20(10)结构分析表明化合物7中桥联配体BTEC和bpp与过渡金属相连接形成空间二维结构,而8通过桥联配体BTEC和bpp与过渡金属相连接形成空间三维结构,化合物9通过桥联配体bpp与过渡金属以及[VO3]-相连接形成空间三维结构,10中过渡金属Co与[VO3]-相连接形成了三维空间立体结构。为了验证四种聚合物的催化活性,以聚合物7,8,9,10为催化剂,催化环辛烯选择性氧化,实验结果证实,含有混金属的聚合物9和10的催化活性与只含有单一金属的聚合物7和8相比并没有提高,反而降低了,而且聚合物10对于烃类化合物几乎没有催化活性。我们推测造成这种现象的原因是在高维度的聚合物中,金属中心离子被包裹的比较严密,从而不能与反应底物充分的接触,使得聚合物的催化活性降低。