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金属-有机框架由于其新颖的拓扑结构、独特的性能,在吸附、传感、光电材料等领域展示了诱人的应用前景,已经成为研究热点之一。芳香(含氮)多羧酸由于其多样灵活的配位方式及本身具有的功能特性,容易得到具有特殊功能和新颖结构的金属-有机框架。主族金属由于容易失去电子形成半径较大的金属离子,具有较强的极化能力和变形能力,在配位化学中的应用十分广泛。因此,通过芳香多羧酸/主族(过渡)金属有机框架的研究有望获得新型功能材料。基于此思路,本论文将本课题以2,5-吡啶二羧酸、2,6-吡啶二羧酸、4-(1-咪唑基)苯甲酸、噻吩二羧酸等为配体,与ⅢA、IVA、VA(Bi、Pb、In)等主族金属及部分过渡金属反应,制备了 17个金属有机框架材料。利用X-射线单晶衍射确定了它们的结构,并对其进行了红外光谱、紫外-可见漫反射表征,以及测试了一部分配合物的三阶非线性光学性能。17个金属有机框架的配合物分子式如下:(2,6-pydc=2,6-pyridinedicarboxylic acid;Tda = 2,5-thiophenedicarboxylic acid;Oda=octane diacid;Bipyy=pyridine;IMBA=4-(1-imidazolyl)benzoic acid)结构解析表明,在芳香多羧酸构筑的主族/过渡金属-有机框架结构中,化合物表现了从0-3D多样结构,并且存在多种分子内和分子间氢键作用。其中化合物1呈现基于羧酸和多碘离子(13·I2)-桥联的二维层状结构,这是多碘/多羧酸构筑的较为奇特的结构敏感性框架。化合物3可由化合物2失去一个I2分子得到,表现热致单晶-单晶转变行为。化合物8为展示了 2.068×2.738nm的三维大孔道结构。在重主族金属化合物中,金属中心均表现出不同程度的孤对电子立体化学活性。在空气中不稳定的化合物14在加热后,其晶体结构发生改变,得到具有稳定结构的化合物15,实现单晶-单晶的转变。化合物16是少见的长碳链二羧酸(辛二酸)和联吡啶混合配体构筑的三维孔道结构,有望活动良好的结构柔性。并探讨了它们的发光及三阶非线性光学活性,其非线性吸收系数达到10-5M/W。这些工作对于新型功能金属-有机框架材料的合成提供了理论依据。