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配位聚合物的晶体工程是一种设计合成具有优美拓扑结构和优良性能金属,有机框架材料的有效策略。含氧、氮混合配体的功能配合物具有多种多样的拓扑结构,在光、电、磁、催化等诸多领域有着广泛的应用前景。如何设计和选择合适的配体来组装目标配合物是当前配位聚合物晶体工程面临的主要问题之一。由于双咪唑(柔性/刚性)配体及双吡啶配体,本身具有多种结构形式及良好的配位性能,从而可以得到结构新颖的配合物结构。
通过调控反应条件,精选适当配体,本论文采用水热法合成、表征了十七个配位聚合物,用元素分析、红外光谱、X-射线粉末衍射、X-射线单晶衍射、热分析等方法对配合物进行了表征和性质研究。本论文由五章构成,主要内容包括以下几部分:
1.选择5-硝基间苯二酸为主配体,辅以N,N’-双齿配体与金属离子反应,得到了五个拓扑各异的配合物(1-5)。配合物1是一个3,4-连的拓扑网格;配合物2是一个4,5-连的拓扑网格;配合物3显示为44-sql平面网格,两个相同的44-sql平面平行穿插形成了一个2D→2D的二重穿插网格结构;配合物4是一个单节点的36-hxl网格结构;配合物5是一个3,5-连的拓扑网格。在配合物1中5个自由水分子与其对映的5个自由水分子由氢键连接形成了一个10元(H2O)10水簇结构。2.以3,4,5-偶氮苯三酸为配体时,制得了5个拓扑各异的配合物(6-10)。配合物6和配合物9是简单的一维链状结构。配合物7是一个3,4-连的拓扑网格,配合物7中的二维网格与两个(上或下)相邻近的二维网格以平行的方式进行互锁,从而形成独特的(2D+2D→3D)多连锁网格。配合物8是一个三节点的(3,6,6)-连的fsc拓扑网络结构;配合物10是一个3,8-连的拓扑网格。3.以2,5-吡啶二羧酸为配体时,制得了4个不同拓扑的配合物(11-14)。配合物11是一个4,4-连的3D网格;配合物12是一个简单的螺旋结构。配合物13和14是在同一个反应中的得到的两个结构不同的配合物,配合物13是一个8-连的二重穿插的网格结构。配合物14中含有两种价态的Cu原子,其中+1价的Cu是三配位的。
4.以3,3’,5,5’-联苯四甲酸和3,3’-偶氮苯二甲酸为主配体时,得到3个不同拓扑结构的金属Co的配合物(15-17)。配合物15是一个4,6-连3D网格;配合物16是一个4,4-连的2D平面网格;配合物17的结构比较复杂,是一个五重穿插的3D结构。