羧酸与氮杂环配体共支撑的金属-有机配位聚合物的离子热合成、结构与性质研究

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本文报道了通过离子热法合成的一系列由羧酸与氮杂环配体共构筑的含锌金属-有机配位聚合物:{Zn2X2(BDC)(BPY)}n(X=Cl(1),Br(2),BDC为对苯二甲酸根,BPY为4,4’-联吡啶),{Zn2X2(BDC)(dabco)}n(X=Cl(3),Br(4),dabco为三乙烯二胺),{[Hdabco][ZnX(HBTC)]}n(X=Cl(5),Br(6),BTC为均苯三酸根)和{[Zn4(BTC)2(OH)2]·BPY}n(7)。所得配位聚合物的固态结构均通过单晶X-射线衍射进行了表征。除化合物3外,其他锌配合物的组成和纯度还通过粉末X-射线衍射(PXRD)、元素分析、红外光谱和热重分析等手段进行了确认。论文主要研究工作如下:(1)对由对苯二甲酸与含氮配体共支撑的锌化合物1,2和4的结构和性质进行系统研究。化合物1,2和4均为中性的二维层状结构,能长时间稳定存在于各种有机溶剂中,但在水中不稳定。对比它们的室温固态荧光光谱可知,结构中卤素或者含氮有机配体的改变能对化合物的荧光性质进行调控。化合物1有着良好的荧光性质,由于荧光淬灭效应的存在,能够对Fe3+离子以及芳香硝基化合物(NACs)进行特异性检测,是潜在的荧光探针材料。而化合物4则能够对刚果红染料进行选择性吸附。(2)将会对以均苯三酸与含氮配体构成的锌配合物5,6和7的结构和性质进行介绍。5和6为同构化合物,具有阴离子二维层状主体结构,质子化的dabco阳离子作为电荷平衡体分布在层间。化合物5和6同样在有机溶剂中稳定存在而在水中缓慢分解。化合物5和6能在液相中维持着良好的荧光性质,能够对Fe3+和芳香硝基化合物(NACs)产生荧光响应。对比和分析5和6之间荧光性质的差别,能进一步了解配位聚合物结构中的配位卤离子对荧光性能所产生的影响。化合物7具有中性三维框架结构,BPY分子充斥在其结构的孔道中。其化学稳定性极高,不仅能在各种有机溶剂中维持自身结构完整,同时也能在不同pH值的水溶液中较长时间地稳定存在。除此之外,化合物7还表现出良好的染料吸附性能,能够有效吸附刚果红染料。
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