基于含氮羧酸配体的多孔配位聚合物的合成、结构及性质研究

【摘要】：多孔配位聚合物既包含有较强的成键作用又包含分子间弱相互作用如氢键、π-π堆积等作用，此类化合物结构多样。由于多孔配位聚合物同时具备有机高分子和无机金属的双重特性，是一类新颖、性质独特的材料，其在催化、分子识别、磁性材料、荧光材料、储氢料以及导电材料等诸多方面都有很好的应用前景，已经成为当今配位化学研究领域热门课题之一。在本文中利用含氮羧酸配体苯并三唑-5-羧酸、金属盐和第二配体4,4’-联吡啶，在溶剂热条件下合成了4个不同的多孔配位聚合物。本文利用元素分析、红外光谱、热重分析、X-射线单晶衍射、XRD粉末衍射等对这些合成的配位聚合物进行了表征，同时还对个别配位聚合物进行了吸附及磁性性质研究。 第一章简要介绍了多孔配位聚合物的结构、性质及研究进展，还有本文的选题意义和所取得的成果。 第二章利用苯并三唑-5-羧酸和乙酸锰，4,4’-联吡啶在溶剂热条件下，合成了两个多孔配位聚合物：Mn_6(btca)_4(H_2O)_2·(EtOH)_2·bpy·DMF(1),Mn_6(btca)_4(H_2O)_2·(EtOH)_2·4H_2O(2).配合物1通过作为骨架的btca配体和{Mn-OH-Mn}n链连接形成一个含有1D四方形孔道的3D多孔配位聚合物。配合物2是将btca配体和六核锰簇链接在一起得到含有1D四方形孔道的三维的孔洞配位聚合物。 第三章利用苯并三唑-5-羧酸和乙酸锰、硝酸锌以及第二配体在溶剂热条件下合成配位聚合物Mn_3(btca)_2(DMF)·(H_2O)_2·H_2O·DMF(3),Zn_6(btca)_4(H_2O)_2·(EtOH)·DMF·2H_2O.配合物3是孔洞结构的三维孔洞配位聚合物，配位的DMF分子填充于四方形孔道中。配合物3和4都是通过Mn(II)离子和Zn(II)离子与3-OH桥连而形成无限延伸的{Mn_3(OH)_2}n和Zn_3(OH)_2}n链，无限延伸的{Mn_3(OH)_2}n和{Zn_3(OH)_2}n链进一步通过btca配体连接形成一个三维孔洞配位聚合物。 结论对所合成的四个配位聚合物做了总结，探讨了溶剂，辅助配体对合成配合物的影响，为以后合成新颖结构的配合物提供了新思路。