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双功能POMOFs的设计、合成及性能研究

孙靖文  
【摘要】:目的本论文将多酸(POM)化合物的构筑与金属-有机骨架化合物(MOFs)的合成结合起来,依据分子自组装原理,用过渡金属、具有生物活性的有机配体来剪切、修饰或桥连多酸基本单元进而构筑多酸基金属-有机骨架复合物(POMOFs)。研究此类复合物的合成条件和规律,以及结构和性能间的关系。 方法POMOFs的合成采用水热合成技术,通过元素分析,红外光谱分析(IR),X射线粉末衍射(XRPD)和单晶X-射线衍射对晶体结构进行了表征。抗菌活性测试采用纸片法。荧光性质采用荧光光谱仪进行测试。 结果系统的合成了两个系列9种POMOFs,即:多酸柱撑的金属-有机骨架复合物,[Ag6(2-pytz)4(H2O)2][HPMo12O40](1);{[Ag14(2-pytz)12(H2O)4][H4PMo12O40]2}·2H2O (2);{[Ag6(2-pytz)4(H2O)4][H2S1W12O40)]}·6H2O(3);{[Ag3(3-pytz)2]2·[AgPMo12O40]}-2H2O(4);[AG6(4-pytz)4][HPMo12O40](5);多酸为模板的金属-有机骨架复合物,H[Ag6(2-pytz)4(H2O)4][PW12O40]·6H2O(6);[Ag5(3-pytz)2]2[AgPW12O40](7); H[KAg7(4-pytz)5]-[SiW12O40](8);{H[NaAg7(4-pytz)5(H2O)0.5][GeMo12O40]}2(9)。对复合物6,7,8和9进行了抗菌实验并且得到最小抑菌直径。此外荧光测试结果表明2-吡啶四氮唑在激发波长390nm下,470nm处有最大荧光效应,荧光效应可归于π*→π跃迁;复合物1,2和3在激发波长为390nm时有波长为440nm和470nm两束强烈的荧光发射,复合物6,7,8和9在激发波长为385nm时有强烈的荧光发射,可归与配体金属电荷转移现象。 结论在水热条件下,使用配位灵巧的吡啶四氮唑合成出9种新颖的多酸柱撑/模板的金属-有机骨架复合物,其表现出迷人的结构,即离散POM柱撑、伪POM链柱撑、真POM链柱撑、伪POM面柱撑、POM双模板、“三明治”模板和POM柱模板的金属有机骨架结构。反应中pH值、POM种类和吡啶四氮唑的同分异构体对POMOFs结构的组装有着重要的作用。抗菌实验显示复合物对大肠杆菌(E.Coil)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)有较好的抑菌活性,说明复合物可良好的继承各组分的活性,从而为构建双功能或多功能的POMOFs提供实验模型。荧光结果显示配体与金属离子间具有合适匹配的能量跃迁从而使得所合成的POMOFs具有较好的荧光效应,因此目标POMOFs可成为光敏材料的候选者。


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