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随着科学技术地不断进步,金属有机骨架材料(Metal-organic Frameworks,简称MOFs)作为一种新型功能材料,因其具有丰富多样的结构和拓扑类型,在许多领域,比如药物的传递、气体的吸附与分离、分子与离子相互交换、质子传导、多相催化、光电磁等[1-5]都表现出了良好的应用前景,并引起了广大科研工作者们的极大兴趣。在获得结构新颖的金属-有机材料的过程中,如何挑选配体起着至关重要的作用[6]。论文依据晶体工程学理论,以构筑结构新颖、性能优良的MOFs为目的,选择了四个芳香羧酸类配体,分别为 H2L1、HL2、HL3、H)2cpa(Scheme 1),并且还选用 4-{(3-pyridin-4-yl)propyl}pyri dine(Hpp),2-(2H-pyrrol-2-yl)-2H-pyrrole(Hpy)和 4,4’-bipyridyl(Hbpy)等含氮配体作为辅配,将配体分别与碱土金属、过渡金属等金属离子反应,运用水热和溶剂热等方法,成功合成了一系列结构新颖的金属-有机配位聚合物,并对部分配合物做了热稳定性、荧光性能等表征,初步探究了羧酸类配体为主配形成的配位聚合物的自组装方式,及结构与性能之间的关系和规律。主要研究成果如下:一、以柔性多羧酸配体为主要配体,在水热条件下合成了一系列配合物。1.在水热的条件下,通过设计合成的二羧酸H2L1为配体与钠盐和锌盐发生化学反应,成功合成了下列配合物,其分子式如下:[Na2(L1)(H2O)2]n(1)[Zn(C12H8O3)(C18H12N)6)]n·n(C12H10O3)·2n(H2O)(2)2.在水热的条件下,通过二羧酸H2cpa配体与相应的金属组装合成了七个配合物:(1)基于钡盐,添加辅配Hpp,合成了下列配合物,其分子式为:[Ba(cpa)(pp)(H2O)]n·2nH2O(3)(2)基于氯化钴,添加辅配Hpy,合成了下列配合物,其分子式为:[Co(py)3]·(cpa)(4)[Cu(py)2]·(cpa)(5)(3)添加辅配Hbpy,再添加不同的金属盐合成了一组配合物,其分子式分别为:[Cd(cpa)(bpy)]n(6)[Co(cpa)(bpy)]n(7)[Cu(cpa)(H2O)]n(8)[Eu(cpa)(H2O)2(bpy)1/2]n(9)二、通过使用含有羧酸的邻菲罗啉衍生物作为主配,在水热的条件下与相应的金属反应,并构筑了一系列配合物。1.以HL2为主配,与过渡金属反应,合成了下列配合物,其分子式为:[CO2(C20H14N4)4(HCO2)(H2O)3]·(CH3CH3NH)(10)[Ni2(C20H14N4)4(HCO2)(H2O)3]·(CH3CH3NH)(11)2.以HL3为主配,与过渡金属盐合成配合物,其分子式为:[Zn(L3)2]n·0.5nH2O(12)三、以苯膦酸为配体,构筑了一个钛簇,其分子式为:C34H72N2O28P4Ti6(13)通过使用X-射线单晶衍射仪确定了所有配合物的晶体结构,比较每个晶体结构的异同,有针对性地对其进行性能检测。对配合物10和12进行了红外表征,又通过使用热重分析仪对配合物12的热稳定性进行了测定,使用荧光分析仪测定了配合物12的荧光性能。总的来说,本论文的工作均是在水热或溶剂热的条件下完成的,成功构筑了含过渡金属、碱土金属等离子的金属-有机芳香羧酸类配位聚合物,介绍了这些配合物的合成条件及方法,并具体描述了它们的晶体结构,使用热重分析仪器测定了部分配位聚合物的热稳定性,并分析了其热重曲线。通过荧光分析仪测定了配合物12的发光情况,发现其发生蓝移,并分析了其蓝移原因。成功合成结构新颖的配合物,不仅丰富了配合物的结构和种类,而且为进一步探索金属-有机骨架功能性材料奠定了一定的理论基础,提供了测试的依据。另外,随着现今簇配合物的发展日益旺盛,论文还对钛簇的合成做了初步的探究,为后面继续研究簇化合物打下基础。