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近二十年来,金属有机骨架材料的发展趋势已经不仅仅再局限于那些花样百出的拓扑结构及艺术美,众多化学家的专注点目前也投向了此类材料的功能特性或应用,例如:选择性气体储存与分离,不对称催化,药物负载,磁性,导电及传感应用等方面。铱与铕相比较,虽然二者最常见的氧化态都是+3价,但它们形成的配合物发光性能却有着显著的差别。对于铱的配合物而言,通常我们可以通过调节有机配体的长度、共轭程度等来调节配合物的发光位置;而对于铕的配合物而言,它的发光位置一般情况下,均保持不变。本论文利用晶体工程学的相关理论与原理,从配位化合物的功能特性出发,选用具有特定物理、化学性质的铱与铕作为金属离子,设计合成出了一系列结构新颖、性能优异,且具有潜在应用价值的新型分子功能材料。主要取得以下成果: 1.合成了两例含有氯桥的双核铱配合物。到目前为止,除了氯桥前躯体化合物外,其他含有氯桥的环金属铱配合物均在常温条件下是不发光的,这两例配合物却表现出了非常优异的发光性能。两例配合物与它们的前躯体在结构上相似,但性能迥异,为了更好的讨论这两例配合物,实验和理论计算被用来作为辅助手段。在理论计算过程中,因为这两例铱配合物独特的发光机理,长程电荷转移(LRCT)过程被首次用来解释双核铱配合物的发光过程。 2、一对纯手性的对映异构体通过传统的自然挥发法被合成出来。在两个化合物中,Eu3+和Na+离子被夹心在了Schiff碱配体中,形成了一个二维的平面结构。在这两例化合物中,层内部以及层与层之间的相互作用力有着很大的差别。层与层之间只存在着较弱的范德华力相互作用,而层内部则是N-Eu-O,O-Eu-O及O-Na-O较强的共价键相互作用。根据分子建筑块所获得的信息,这一部分中详细讨论了化合物微观的分子结构与宏观形貌之间的关系,结果发现:宏观与微观之间具有很强相关性。为了检测样品的手性特征,这一部分还分别对于两例化合物在甲醇溶液及另外五种固态形式下进行了圆二色谱(CD)测试。 3、利用含氟的有机配体FBPT与稀土Eu3+离子合成了一例含有一维孔道结构的3D镧系化合物。在该化合物的一维孔道中,氟原子和配位水分子均匀的分布于孔道的内侧,为小分子及金属离子的检测提供了可能。通过实验表明,该化合物对溶剂小分子丙酮、苯甲醛及苯乙酮,金属离子Cu2+离子分别表现出了较为突出的选择性识别作用。 4、合成了一例具有气体吸附性能、选择性识别功能与质子导电性能的新颖化合物。除了结构方面的新颖性以外,该化合物为研究多功能LnMOF材料开辟了新的视角。如果拿出单一的每一项功能去比较效果的话,该化合物的表现都处于同类化合物性能的前列。根据文献检索所知,到目前为止,还没有任何的一种MOF材料能够涵盖上述三种功能特性于一体。另外,该化合物也是报道的所有化合物中,首例在无水条件下,研究质子导电性能的多孔LnMOF材料。 5、构筑了一例拥有优秀的选择性识别作用与导电性能的EuMOF。该化合物对Cu2+离子及丙酮分子表现出了极高的敏感度和选择性识别效果。当碘分子负载入孔道后,在无水条件下,还进行了导电率的一系列测试。对于碘负载后的该化合物测试温度达到了中温区,意味着可以作为潜在的燃料电池材料去应用。