论文部分内容阅读
配位聚合物由于结构上的多样性以及在催化、非线性光学、荧光材料、孔道材料、微电子学等方面潜在的应用价值,近年来这一领域的研究在超分子化学和晶体工程方面成为人们广泛关注的课题。配位聚合物结构容易受到多种因素的影响,例如金属离子的配位构型、有机配体的几何构型、原料的摩尔配比以及适宜的反应条件,都将影响配合物的最终结构。有机配体在配位聚合物的构筑过程中发挥着关键作用,因此,越来越多的人致力于设计合适的有机配体来合成新颖的配位聚和物。其中,含氮类配体和含氧类配体受到大家的关注,这可能是由于sp2杂化的氮或氧在芳香环或其他不饱和体系中与金属配位时均是良好的电子给体的缘故。目前,化学家们已经实现了两种配体与一种金属组装或一种配体同两种金属组装进而构筑配位聚合物。此外,配位聚合物的合成方法多种多样,例如传统的溶剂挥发法以及新涌现出来的室温扩散法、水(溶剂)热法、柱撑的方法等。目前合成出的配位聚合物已经展示出极为丰富的拓扑结构类型,如一维的直链、Zig-Zag链、螺旋链、索烃和环轴烃结构;二维的蜂巢型、石墨型、方格型和砖墙型;三维的金刚石和立方格子型等等。本论文利用三种配体联咪唑(H2biim)、2,2’-二(1,1’-3-甲基-吡啶)联咪唑(L1)、2,2’-二(1,1’-4-甲基-吡啶)联咪唑(L2)与过渡金属离子以及第二配体苯二酸反应合成新型配位聚合物,研究这类化合物的合成条件及规律,分析网络所属的拓扑类型,考察分子间作用力,配体的几何构型,辅助配体对于整个结构的影响等规律,探究分子自组装原理,探索新类型的拓扑结构,寻找拓扑类型和结构的内部联系,预言新型拓扑和新结构的形成、以及新物质结构和性能间的关系。利用水热合成方法,合成了9种新型的金属-有机配位聚合物,通过元素分析和单晶X-射线衍射对晶体结构进行了表征,对由d10过渡金属离子形成的化合物的光致发光性质进行了初步研究。1.利用联咪唑配体以及第二配体和镉盐在水热条件下反应,得到两种不同构型的配位聚合物。X-射线研究表明配合物[Cd2(Hbiim)4]n 1呈现三维的金刚石拓扑结构,配合物[Cd(H2biim)2(C4O4H2)]n 2呈现三维超分子结构,并分析了配体的配位模式、考察了第二配体的引入对配合物结构的影响。2.利用L1配体与不同的金属离子以及第二配体在水热条件下反应,我们成功得到五个结构不同的配合物,其中包括三维的具有自穿现象的配合物[Zn2(L1)(m-bdc)2] 3,二维的框架结构{[Cd(L1) (m-bdc)]·H2O}n 4,二维的(4,4)格子Co(L1)0.5(m-bdc)(H2O)]n 5,三维的具有(3,8)-混连接的网络结构[Zn5(L1)2(p-bdc)5(H2O)]n 6和三维的具有扭曲的α-Po拓扑的[Zn5(L1)2(p-bdc)5(H2O)]n 7。研究了配体的配位模式以及不同金属离子和第二配体的引入对其最终结构的影响,同时研究了d10金属所形成的配合物的荧光性质。3.利用L2配体与过渡金属离子以及不同的第二配体在水热条件下反应,我们成功得到两个未见报道的具有扭曲的α-Po拓扑的配合物[Cd2(L2)(p-bdc)2(H2O)3]n 8和[Cd(L2)0.5(m-bdc)]n 9。研究了配体的配位模式,并研究了第二配体对其结构的影响,同时研究了配合物的荧光性质。