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近年来,金属-卤素或拟卤素化合物作为有机-无机杂化材料的一个分支受到化学工作者的广泛关注,金属-卤素或拟卤素化合物不但结构复杂多样,而且功能性强,例如在光电,染料降解,气体吸附与分离,有机催化等领域都具有很大的应用潜力。通常,金属-卤素或拟卤素化合物均具有良好的的光学性能,例如:荧光热致变色,荧光光致变色,压致变色,光化学传感等。金属-卤素或拟卤素化合物的性能与结构是息息相关的,丰富的金属-卤素或拟卤素化次级构筑单元(Seconds Building Units,SBUs)和多样的有机配体使金属卤素或拟卤素-化合物的结构更加丰富新颖,更加吸引人的是,金属-卤素或拟卤素化合物可以同时具有金属-卤素或拟卤素部分和有机配体的性能。为了进一步研究如何系统的进行合成,并探索结构与性能之间的关系,我们选择了不同的含氮有机配体与金属离子(Cu(Ⅰ),Ag(Ⅰ),Cd(Ⅱ),Pb(Ⅱ),Bi(Ⅲ))利用水热(溶剂热)法和自然挥发法构筑了二十六例金属-卤素或拟卤素化合物。本论文共分为六章:第一章为绪论部分,本章简要的介绍了金属-卤素或拟卤素化合物的概念,研究进展,发展前景,合成方法及在各个领域的潜在应用。指明了本论文的选题意义,并对所得成果进行了概括。第二章简要介绍了试验方法,试剂及仪器。第三章选用了七个不同的含氮有机配体与金属离子Cu(Ⅰ)在水热(溶剂热)条件下构筑了 8例金属-卤素配位聚合物:[Cul(4,4-dip)](1),[Cu2Br2(1,3-bmip)](2),[Cu4l4(1,4-beib)2](3),[Cul(1,2-bmimb)](4),[Cu4l4(1,3-bmimb)2](5),[Cu4l4(1,3-bmip)](6),[Cu4l4(1,4-dib)](7),[Cul(quin)0.5](8),(4,4-dip = 4,4’-二(咪唑-1-基)-1,1’-联苯,1,3-bmip=1,3-双(2-甲基-咪唑-1-基)丙烷,1,4-beib=14-双(2-乙基-咪唑-1-基)丁烷,1,2-bmimb=1,2-双((2-甲基-咪唑-1-基)甲基)苯,1,3-bmimb=1,3-双((2-甲基-咪唑-1-基)甲基)苯,1,4-dib=1,4-二(咪唑-1-基)苯,quin=5,6,7,8-四氢喹啉)。化合物1、2、4、6、7、8中有机配体起到了桥连作用,将Cu-X部分连接形成二维层状网络,3是一个具有四重互穿的3-D网络结构的化合物,5是分散的四核簇。性能研究表明:化合物1-5具有荧光性能,3发射黄光,5发射红光。4在298 K和77 K时均发射绿光,但是低温时发光强度明显比室温时弱。1和2具有荧光热致变色性能,1在298 K时,最大发射波长为561 nm,发射黄光,而在77 K时,最大峰值为515 nm,发生了 56 nm的蓝移;2在298 K时,最大发射波长为561 nm,为黄光发射,而在77 K时,最大峰值为623 nm,发生了 62 rnm的红移。根据1、2室温低温结构变化对比我们推测:1荧光热致变色性质主要归因于类城墙状Cu-I单链很好的变形性,同时,刚性的4,4-dip分子也起着一定的作用;2的荧光热致变色性质主要归因于1,3-bmip的柔韧性和Cu4Br4簇良好的变形能力。第四章选用了六个不同的含氮有机配体与金属离子(Ag(Ⅰ),Cu(Ⅰ),Pb(Ⅱ),Bi(Ⅲ))在溶剂热条件下构筑了 13例金属-卤素化合物:[H2(1,3-beip)][Ag214](9),[H2(1,3-beip)][Pb2l6](10),[H(1,4-beib)][Ag5I6].DMF(11),[H2(1,4-bmib)][Cu3I5](12),[N,N’-CH3(4,4-dip)][Ag315](13),[N,N’-CH3(4,4-dip)][Cul3](14),[N,N,N’,N’-CH3(pip)][Ag2l4](15),[N,N’,N"-CH3(tib)]2[Ag8I12]I2(16),[N,N’,N"-CH3(tib)]2[Ag6I12](17),[N,N’,N"-CH3(tib)]2[Pb3I12]·2H2O(18),[N,N’,N"-CH3(tib)][Bi2I9](19),[N,N,-bn(dabco)]1.5[Agl4](20),[N,NW-bn(dabco)]1.5[CuI4](21),(1,3-beip = 1,3-双(2-乙基-1H-咪唑-1-基)丙烷,1,4-beib=1,4-双(2-乙基-1H-咪唑-1-基)丁烷,1,4-bmib=1,4-双(2-甲基-1H-咪唑-1-基)丁烷,4,4-dip=4,4’-二(1H-咪唑-1-基)-1,1’-联苯,1,4-bpyp= 1,4-二(啦啶-4-基甲基)脈嗪,pip=哌嗪,tib=1,3,5-三(1-咪唑-1.-基):苯,bn=苯甲基,dabco=1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷)。其中13-21发生了原位N-烷基化反应,13-18中发生了甲基化,20、21中发生了苯甲基化。化合物9-15具有荧光性能:9在室温下不发光,当温度降低至77 K时,发光明显增强,并且在77 K时,9发生明显的荧光光致变色,在激发波长为254 nm时发蓝绿光,365 nm时发黄光。也就是说,9具有潜在的荧光光致变色性质,是一种潜在的荧光光致变色发光材料。10-14在室温时发光均非常弱,但随着温度降低,荧光强度不断增强,在低温77 K时,10发射橘红色光,11-14均发射强烈的黄光,但是都没有发生明显的红移或蓝移。15在298 K时发射黄光。10-14在298 K和77 K时的荧光寿命也进行了测试,测试发现:77 K时的荧光寿命与298 K时的荧光寿命相比均有所增长,这应该与分子的热振动有关,298 K时,分子热振动比较活跃,部分能量以非辐射跃迁的形式被消耗;77 K时,分子的热振动不活跃,更多的能量参与辐射转变。我们推测,随着温度降低化合物9-14中的金属-卤素部分M-I(Ag-I;Cu-I;Pb-I)会发生轻微的变形,但是,光致发光行为对金属-卤素部分M-I(Ag-I;Cu-I;Pb-I)的形变不敏感,所以分子结构中金属-卤素部分M-I(Ag-I;Cu-I;Pb-I)的这一微小变化并没有使化合物的光发射行为发生大的变化。第五章选用了五个不同的含氮有机配体与金属Cd(Ⅱ)利用溶剂挥发法构筑了 5 例金属-拟卤素化合物:[H2(dim)][Cd2Cl5(SCN)](22),[H2(1,3-beip)]2[Cd5Cl12(SCN)2](23),[H2(1,4-dib)][Cd(SCN)4](24),[H2(1,3-bmip)][Cd(SCN)4](25),[H2(1,4-bmib)][Cd2(SCN)6](26),(dim;二(H-咪唑-1-基)甲烷,1,3-beip=1,3-双(2-乙基-1-咪唑-1-基)丙烷,1,4-dib=1,4-二(咪唑-1-基)苯,1,3-bmip=1,3-双(2-甲基-咪唑-1-基)丙烷,1,4-bmip=1,4-双(2-甲基-1-咪唑-1-基)丁烷)。其中22、23均为二维层状氯代硫氰酸镉化合物,22、23结构相似:(ⅰ)具有相同结构的Cd-Cl四核簇;(ⅱ)SCN-基团将1-D Cd-Cl链连接形成2-D层。但是不同的是:22中,Cl-离子将四核团簇双桥连形成无限延伸一维链;23中,是CdCl6基团作为桥连基团,将四核簇连接为无限延伸的1-D链。24、25为一维链状硫氰酸化合物,26为二维蜂窝状硫氰酸镉化合物。化合物22、24-26具有荧光性能,并且24、25具有磷光性能。我们测试了22在298 K时的荧光光谱,24-26在298 K和77 K时的荧光光谱,以及24、25的磷光光谱。测试发现:22发射蓝光;24-26在298 K时发光都非常弱,在77 K时均明显增强;磷光光谱显示,24、25均发射黄绿色磷光。