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配位聚合物是由无机金属离子和有机/无机配体通过配位键连接而成的一类杂化材料。金属离子具有多样配位模式、配体的分子结构具有可设计性,这些特点造就了配位聚合物呈现丰富的晶体结构和多样的功能性质,使得配位聚合物成为新功能材料领域的研究热点。在配位聚合物结构的形成过程中,极性溶剂分子通常扮演着重要角色:或作为配体参与金属离子配位,或充当形成三维框架配位聚合物的模板分子。这类充当模板分子的极性溶剂分子常常作为客体被保留在晶格中。在外电场的作用下,极性的客体分子以电极化的方式响应外电场变化,因而表现出丰富多样的介电行为,如介电弛豫等。在配位聚合物晶格中的极性客体分子可能导致配位聚合物表现出高介电常数,这类配位聚合物是潜在的高介电材料。当配位聚合物中客体分子被脱去后,因空旷的骨架结构,相应的无客体分子的配位聚合物具有很低的介电常数,使其成为潜在的低k材料。本论文选用具有d10电子组态的金属离子Cd2+与单齿配体N-甲基咪唑(NMIZ)以及具有桥连功能的有机配体戊二酸(glutarate)作为配位聚合物的构筑单元(分别为节点和连接体),通过水/溶剂热反应,制备了系列配位聚合物:无水分子配合物Cd(NMIZ)2(glutarate)(1)、以及含不同计量水配位聚合物[Cd(NMIZ)2(H2O)(glutarate)]·4H2O(2)和[Cd(NMIZ)2(H2O)(glutarate)](3)。本研究对三个配位聚合物进行了元素分析、红外和Raman光谱表征、热重分析以及X-射线单晶结构分析。在配位聚合物1晶体中,Cd(NMIZ)2单元被glutarate桥连形成一维配位聚合物链,链间通过van der Waals力形成三维分子晶体。配位聚合物2的晶体结构与1相似,Cd(NMIZ)2单元被glutarate桥连形成一维配位聚合物链,链间通过van der Waals力形成二维层,相邻层间被晶格水分子填充。配位聚合物3是2失水中间产物,未能获得单晶结构数据。通过加热失水和在高湿度环境中吸水,本研究实现了配位聚合物1、2、3之间的可控相互转化。本论文进一步研究了配位聚合物1-3的介电性质,发现它们的介电常数大小遵循2>3>1关系。在多孔配位聚合物(或称之为金属-有机框架;简称MOFs)晶体中,常常存在疏水性纳米孔道。此类MOFs晶体是一类潜在的低介电材料。基于上述考虑,本论文选择Cr2+和4-吡啶甲酸形成的三棱柱団簇为MOF的节点,在辅助配体均苯三甲酸(BTC)存在条件下,进一步与Zn2+构筑异金属MOF化合物。通过溶剂热反应,得到了[Zn3btc2{Cr3O(isonic)6(H2O)2(OH)}]·G。论文进一步对该MOF进行了元素分析、光谱表征。对新制备[Zn3btc2{Cr3O(isonic)6(H2O)2(OH)}]·G真空加热脱溶剂,制备得到配合物[Zn3btc2{Cr3O(isonic)6(H2O)2(OH)}]·(DMF)15.5(H2O)8(4)和[Zn3btc2{Cr3O(isonic)6(H2O)2(OH)}]·(DMF)(CH3CN)2.75(H2O)14(5),研究了4和5介电性质。在-60到90oC以及从-120到0oC温度区间,两个MOFs都表现两步介电弛豫过程(依次被标记为介电弛豫过程I和II)。通过Arrhenius公式拟合介电数据,本论文得到介电弛豫过程I和II的活化能(Ea)和指前因子(τ0)值(介电弛豫过程I:Ea=39.70 k J/mol,τ0=5.28×10-13 s;介电弛豫过程II:Ea=34.99 k J/mol,τ0=1.09×10-15 s)。介电弛豫过程I与限域在小体积笼中DMF分子取向极化(极性分子主要是DMF分子)相关,介电弛豫过程II与限域在孔道中水分子取向极化相关。当温度高于-60oC时,MOF 5表现出与4类似的介电行为。