含硫、氧配体配位聚合物的合成、表征及性能测试

论文摘要

晶体工程学是研究定向控制化合物的结构、性质和功能的一个重要的组成部分,它涉及分子或化学基团在晶体中的行为、晶体的设计、结构与性能的控制及晶体结构的预测,是实现从分子到材料的一条重要途径。配位聚合物是将“晶体工程学引入到设计新颖的超分子结构并控制其性质和功能的最典型的范例。目前,人们已经能够利用配位聚合物的晶体工程学在一定程度上控制配位聚合物结构的同时,还可以通过选择功能性的中心金属离子和具有功能官能团的有机配体赋予目标配位聚合物以光、电、磁、手性拆分和催化等功能。由于材料的性质是与其化学成分和拓扑结构密不可分的,所以开发配位聚合物功能性的过程,也是追求新颖网络拓扑结构的过程。本论文主要运用晶体工程学的原理设计和合成了以多氮巯基杂环和均苯三甲酸为有机配体的金属有机配位聚合物,开发金属配位聚合物的新合成路线,讨论合成产物的结构特征和物理特性。利用混合溶剂热技术,我们合成了三个三维超分子金属配位聚合物[Cu（MMTA）2]n（1）、[Cu（MTA）2]n（2）、[Ni（MTA）2]n （3）,化合物1、2、3中都存在着类似的一维链结构;结构分析表明三者都不存在氢键和π–π堆积作用,而是通过范得华力连接形成三维超分子结构。此外,我们还对这些化合物的热稳定性及荧光性质进行了研究。通过混合溶剂热方法,我们还合成了一个非心结构的三维超分子配合物[Cu （2,2′-bipy）（MTA）2]n（4）,结构分析表明此化合物也是通过范得华力连接形成三维超分子结构。经SHG测试显示,样品4具有二阶非线性光学性质。利用水热合成技术,我们还合成了一个独特的三维骨架簇合金属有机配合物[Cd2Mn（H2O）4（BTC）2]·2H2O（5）,它的次级结构单元是由Cd-Mn-Cd三核金属簇组成,低温磁性分析结果表明在Mn-Mn之间存在弱的反铁磁相互作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 配位化学的地位和发展趋势
• 1.2 配位聚合物的国内外研究进展
• 1.3 配位聚合物的分类
• 1.3.1 含氮杂环类配体的配位聚合物
• 1.3.2 CN配体形成的配位聚合物
• 1.3.3 羧酸类配位聚合物
• 1.3.4 有机硫醚配位聚合物
• 1.3.5 通过两种配体与一种金属组装而成的配位聚合物
• 1.3.6 两种以上的金属与相应的配体组装而成的聚合物
• 1.4 非线性光学材料介绍
• 1.4.1 非线性光学发展简况
• 1.4.2 非线性光学材料分类
• 1.4.2.1 无机及半导体非线性光学材料
• 1.4.2.2 有机化合物及聚合物非线性光学材料
• 1.4.2.3 配合物非线性光学材料
• 1.5 配位聚合物的合成方法及其影响因素
• 1.5.1 配位聚合物的合成方法
• 1.5.1.1 水热合成
• 1.5.1.2 水热合成的类型与特点
• 1.5.1.3 水热合成反应介质
• 1.5.1.4 水热合成设备
• 1.5.2 影响配位聚合物的因素
• 1.5.2.1 配体的影响
• 1.5.2.2 金属离子的影响
• 1.5.2.3 阴离子和溶剂的影响
• 1.5.2.4 反应物配比的影响
• 1.5.2.5 反离子的影响
• 1.6 本课题的选题目的和意义
• 第二章 以巯基杂环为桥联配体的三维超分子配合物的合成与表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验试剂与实验仪器
• 2.1.1.1 实验试剂
• 2.1.1.2 实验仪器
• 2]_n （1）的合成与表征'>2.2 化合物[Cu （MMTA）₂]_n（1）的合成与表征
• 2]_n （1）的合成'>2.2.1 化合物[Cu （MMTA）₂]_n（1）的合成
• 2.2.2 X-射线单晶结构分析结果
• 2.2.2.1 晶体结构的测定和晶体学数据
• 2.2.2.2 结构描述
• 2.2.3 化合物1 稳定性研究
• 2.2.4 荧光光谱分析
• 2]_n （2）和[Ni （MTA）₂]_n （3）的合成与表征'>2.3 化合物[Cu （MTA）₂]_n （2）和[Ni （MTA）₂]_n（3）的合成与表征
• 2.3.1 化合物 2、3 的合成
• 2.3.2 X-射线单晶结构分析结果
• 2.3.2.1 晶体结构的测定和晶体学数据
• 2.3.2.2 结构描述
• 2.3.3 化合物2 和3 稳定性研究
• 2.3.4 化合物2 荧光光谱分析
• 2.3.5 化合物3 磁性分析
• 2.4 本章小结
• 2]_n的合成与表征'>第三章 二阶非线性光学材料[Cu （2,2′-bipy）（MTA）₂]_n的合成与表征
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验试剂与实验仪器
• 3.1.1.1 实验试剂
• 3.1.1.2 实验仪器
• 2]_n （4）的合成'>3.2 化合物[Cu （2,2′-bipy）（MTA）₂]_n（4）的合成
• 3.3 X-射线单晶结构分析结果
• 3.3.1 晶体结构的测定和晶体学数据
• 3.3.2 结构描述
• 3.4 化合物4 的稳定性研究
• 3.5 荧光光谱分析
• 3.6 本章小节
• 第四章 均苯三甲酸桥联Mn-Cd异双核配合物的合成与表征
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验试剂与实验仪器
• 4.1.1.1 实验试剂
• 4.1.1.2 实验仪器
• 2O）₄（BTC）₂]·2H₂O（5）的合成'>4.2 化合物[Cd2Mn（H₂O）₄（BTC）₂]·2H₂O（5）的合成
• 4.3 X-射线单晶结构分析结果
• 4.3.1 晶体结构的测定和晶体学数据
• 4.3.2 结构描述
• 4.4 Powder-XRD 分析
• 4.5 化合物5 的稳定性研究
• 4.6 化合物5 的荧光光谱分析
• 4.7 化合物5 的磁性分析
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表及待发表的学术论文目录