含多核金属簇配位聚合物的合成、结构及性质研究

论文摘要

近年来,功能配位聚合物的合理设计与合成受到了越来越多的关注,不仅由于它们迷人的拓扑结构,而且由于它们在气体吸附与分离、不对称催化、非线性光学、磁性材料等方面有着潜在的应用价值。其中,设计和合成热稳定性好、多孔的配位聚合物是最具有前景的研究领域,由于次级结构单元被广泛引入到配位聚合物结构的构筑当中,使得许多表面积大的功能配位聚合物被合成出来。本文通过选用线型羧酸配体、V-型羧酸配体和无机亚硒酸与过渡金属离子在水（溶剂）热条件下反应,成功的合成了含多核金属簇次级结构单元的配位聚合物,并通过元素分析、红外光谱、X-射线粉末衍射、热重分析、X-射线单晶衍射等对它们的结构进行了表征,并对部分配位聚合物的荧光性质和磁性质进行探讨。本文分为五部分:前言部分介绍了配位聚合物的基本概念及其发展过程,系统的介绍了含多核金属簇次级结构单元的配位聚合物的发展现状,以及本课题的选题意义及所取得的进展。第二章介绍了由具有刚性的线型羧酸配体4,4’-联苯二甲酸和锌盐构筑的新型的配位聚合物[CH3NH2CH3]2[Zn3（bpdc）4]·DMF·C2H5OH·8H2O （1）。配合物1的结构中存在着三核锌簇[Zn3（OCO）6]次级结构单元,是一个二重穿插的具有8-连接-（3,6）-网的hex拓扑结构的孔洞配位聚合物。第三章介绍了由刚柔相济的V-型羧酸配体4,4’-磺酰基二苯甲酸和锰盐,在溶剂热的条件下选择不同的溶剂构筑的两个配位聚合物,[CH3NH2CH3]2[Mn6（OH）2（sfdb）3（COO）6]·H2O（2）和[Mn3（sfdb）3（DMA）2（H2O）]·3H2O （3）。配位聚合物2的结构中含有三核锰簇[Mn3（μ3-OH）（COO）6]次级结构单元,是一个三维的笼状配位聚合物,可以简化为4-连接的钻石型网络结构。配位聚合物3的结构中含有三核锰簇[Mn3（COO）6（DMA）2H2O]次级结构单元,是一个三维结构的配位聚合物。第四章介绍了利用亚硒酸（H2SeO3）和钴盐在相同的温度下,在有Na2WO4·2H2O的情况下合成了配位聚合物[Co4（SeO3）4] （4）;在没有Na2WO4·2H2O的情况下合成了配位聚合物[Co3（SeO3）3（H2O）] （5）。配位聚合物4和5的三维结构中均包含由十元Co环形成的一维孔道。配位聚合物5的结构中存在着氢键作用,导致配位聚位聚合物4和5的一维孔道形态有所不同。配位聚合物4和5是一对超分子异构体。结论部分对所合成的五个配位聚合物的结构特征以及功能做了概述,总结了反应溶剂、模板剂对配位聚合物结构的影响。该研究为设计和合成具有多核金属簇次级结构单元的新型功能配位聚合物提供了新的思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 图表目录
• 第1章 前言
• 1.1 配位聚合物简介
• 1.2 含多核金属簇配位聚合物的研究进展
• 1.3 本课题的选题意义及本论文所取得的进展
• 第2章 含线型羧酸配体4,4’-联苯二甲酸配位聚合物的合成、晶体结构及其性质研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 使用仪器
• 2.1.3 配合物1 的合成
• 2.1.4 晶体结构的测定
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 晶体结构描述
• 2.2.2 配合物1 的粉末衍射
• 2.2.3 配合物1 的热重分析
• 2.2.4 配合物1 的荧光性质
• 2.3 小结
• 第3章 含V-型羧酸配体4,4’-磺酰基二苯甲酸配位聚合物的合成、晶体结构及其性质研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验试剂
• 3.1.2 使用仪器
• 3.1.3 配合物2,3 的合成
• 3.1.4 晶体结构的测定
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 晶体结构描述
• 3.2.2 配合物3 的粉末衍射
• 3.2.3 配合物3 的热重分析
• 3.3 小结
• 第4章 多核钴-亚硒酸超分子异构体的水热合成、晶体结构及其磁性质研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验试剂
• 4.1.2 使用仪器
• 4.1.3 配合物4,5 的合成
• 4.1.4 晶体结构的测定
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 晶体结构描述
• 4.2.2 配合物4,5 的粉末衍射
• 4.2.3 配合物4,5 的磁性研究
• 4.3 小结
• 第5章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间待发表的学术论文