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含氮、氧配位聚合物及超分子的合成及其光、电性质的研究

王润雪  
【摘要】:配位聚合物利用共价键所构筑的结构新颖,性能特殊的一系列化合物具有诱人的应用前景。目前,利用非共价键弱作用力(如氢键)所构筑的具有一定稳定性的超分子化合物越来越受到人们的关注,它不仅弥补了合成化学的理论与实验研究在结构和性能方面的不足,同时将进一步拓展其在吸附,光,电,磁,催化等领域的应用前景。本文利用2,3-吡啶二甲酸、均苯三甲酸、邻菲啰啉配体和过渡金属采用水热方法合成出了超分子化合物和配位聚合物。全文共分为四章,主要研究内容和结论如下: 第一章主要概述了配位化学的发展历程及研究概况,配位聚合物的分类及其研究意义、研究现状。 第二章在水热条件下,利用2,3-吡啶二甲酸和邻菲啰啉配体合成和表征了两个金属-有机配位聚合物:[Zn(2,3-Pydc)( phen)]_n·nH_2O(1),[Co(2,3-Pydc)(phen)]_n·nH_2O (2)。配合物1中金属离子采取六配位的形式,构筑了[Zn(Pydc)(1,10-phen)]·H2O单元,通过桥连配体2,3-吡啶二甲酸形成了一维链状化合物。在配合物1中的基本单元中,配体2,3-吡啶二甲酸间位的羧酸没有参与配位,同一分子结晶水形成了一个独特的氢键,氢键进一步将一维链状化合物构建成三维配位聚合物。配合物2展现的是一维类似Z字链结构,通过桥联配体2,3-吡啶二甲酸构筑二维层状结构。层与层之间通过π-π堆积作用形成三维骨架。利用TG检测了两个配合物的稳定性,ESR光谱检测了配合物2的磁性。 第三章在水热条件下,通过均苯三甲酸和邻菲啰啉配体合成并表征了金属-有机配位聚合物:[Mn_2(phen)_2(BTC)_2(H_2O)_2]_n(1),[Fe(BTC)_(1/4)(Phen)(H_2O)]·[Fe_(1/2)(HBTC)_(3/4)(H2O)_(1/2)]n (2)。配合物1具有一维双链结构,通过氢键和π‐π作用拓展为三维网状结构。配合物2,均苯三甲酸阴离子作为四连接点将金属中心连接成(4·6~2)(6~3)的拓扑网。对配合物1和2进行了磁性研究。 第四章在水热条件下,合成和表征了六个超分子化合物:[Ni(H_2O)_6]·[Ni_2(phen)_2 (BTC)_2(H_2O)_4]·4H_2O(1),[Co(H_2O)_6]·[Co(phen)_2(H_2O)_2]_2·(BTC)_2·24.6H_2O(2),[Ni(H_2O)_6]·[Ni(phen)_2(H_2O)_2]_2·(BTC)_2·22H_2O(3),{[Co(phen)(HBTC)(H_2O)_3]·2.5H_2O}_n(4),[Cu(phen)(HBTC)(H_2O)_2]·H_2O(5),[Cd(phen)(H_2BTC)_2]_n(6)。在这六种化合物中,氢键将独立的结构单元连接起来,形成了三维超分子结构。利用循环伏安法测定了化合物2,3的电化学性质,并测定了配合物3的荧光光谱,发现配合物在383和469 nm两处有发射峰。


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