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苯甲酸类配体构建的配合物的合成、结构、质子传导、荧光和二阶非线性光学性能

刘丹丹  
【摘要】:配位聚合物是由金属离子或金属离子簇与有机配体通过配位键形成的具有多维网络结构的配合物。通过选择不同金属离子中心和结构多样的有机配体可以合成出具有不同特点的配位聚合物。苯甲酸类配体由于羧基基团的配位模式多样化,与金属离子的配位能力强以及特有的刚性结构往往能够合出稳定的配位聚合物。通过在苯甲酸类配体上引入不同功能性官能团以及杂原子可以合成出结构新颖和性能特殊的配位聚合物材料。在本文中,我们采用了三个具有不同特点的苯甲酸类配体,在溶剂热条件下合成出了7个结构不同的配合物,研究了它们的结构和性能,并对它们的构效关系进行了阐明。根据金属离子中心的不同,将其分为两个部分进行阐述:第一部分,铀酰配位聚合物的构筑及性质研究,选择3,3'-二磺酸基-4,4'-联苯二甲酸二钾盐(简称为K_2H_2BPDSDC)/4'-(3,5-二羧基苯基)-2,2',6',2"-三联吡啶(简称为H_2DCPTP)配体与硝酸铀酰在溶剂热条件下,合成得到4个结构新颖的化合物,其中化合物1-3都是以3,3'-二磺酸基-4,4'-联苯二甲酸配体构建的三维框架结构的配位聚合物。由于化合物3的产率极低,仅对化合物1和2进行了性能测试。荧光和质子传导性能研究表明,化合物1和2都具有铀酰的特征发光以及表现出温度和湿度依赖型质子传导性能,其中化合物2具有较好的质子电导率,最高的电导率可达1.07×10~-33 S cm~(?1)。化合物4是以4'-(3,5-二羧基苯基)-2,2',6',2"-三联吡啶配体与硝酸铀酰合成的二维结构的配位聚合物,对其质子传导性能进行了研究。这部分工作展示了基于铀酰的三种独特的三维结构和一种二维结构,并对其发光和质子传导行为进行了研究。第二部分,采用4,4',4''-三(羧基)三苯胺(简写为H_3ntb)配体与硝酸锌通过溶剂热合成法,得到3个结构新颖的化合物。其中化合物5是由4,4',4''-三(羧基)三苯胺配体桥连锌离子形成的非心结构的三维结构。在化合物6中,4,4',4''-三(羧基)三苯胺配体桥连锌离子形成了二维网格结构,二维网格层在乙酸配体的桥连下形成了二重穿插的三维结构。化合物7含有双核的[Zn_2(COO)_6]单元,[Zn_2(COO)_6]单元被4,4',4''-三(羧基)三苯胺配体桥连,形成二维网络结构。这部分工作展示了基于锌离子的三种不同结构的配位聚合物,并对化合物5的二阶非线性光学效应性能以及化合物6和化合物7的荧光性能进行了研究。


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