基于刚性多羧酸的过渡金属—有机配合物的构筑及其性能表征

发布时间：2017-10-24 04:04

  本文关键词：基于刚性多羧酸的过渡金属—有机配合物的构筑及其性能表征

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【摘要】：金属-有机配合物在吸附分离、催化、光学和电学等领域具有应用潜力,设计和合成此类材料受到学术界广泛关注。本论文在溶剂热条件下,基于刚性多羧酸配体1,1'：4',1"=4",1"'f-四联苯-2,4,2"',4"'四羧酸(H4qptc)和七个含氮辅助配体[4,4’-二咪唑联苯(4,4'-bibp)、1,4-二咪唑苯(1,4_bib)、4,4’-二(咪唑-1-甲基)联苯(4,4'-bimbp)、1,3-二(4-吡啶)丙烷(1,3-dpp)、吡啶(bipy)、2,2-联吡啶(2,2-bipy)和1,10-邻菲罗啉(phen)],与过渡金属离子(Co2+、Mn2+、Ni2+、Cd2+Cu2+)构筑了11个结构新颖的金属-有机配合物,分子式如下：{[Mn2(qptc)(4,4'-bibp)(H2O)4]·2H2O}n(1) [Mn2(qptc)(1,4-bib)(H2O)8]n (2) [Co2(qptc)(4,4'-bimbp)(H2O)2]n(3) {[Mn2(qptc)(1,4-bib)(H2O)2]·2H2O}n(4) [Ni2(qptc)(1,4-bib)(H2O)8]n (5) [Co2(qptc)(1,3-dpp)(H2O)3] H2O}n (6) [Cu3(qptc)1.5(bipy)7(H2O)]n(7) [Cu(qptc)0.5(2,2-bipy)(H20)]n(8) [Co(qptc)0.5(2,2-bipy)(H20)]n(9) [Cd2(qptc)(phen)2]n(10) [Ni(qptc)0.5(H20)2·2H2O]n (11)X-射线单晶衍射结果表明：配合物1是4,6-连接的多孔3D骨架结构,这个骨架是由含氮配体4,4'-bibp为柱子贯穿2D面而形成的,其拓扑符号为(44.62)(44.610.8)。配合物2是1D“之”字链结构,相邻链通过羧基-水簇中的氢键作用拓展成三维超分子结构。配合物3是具有新颖拓扑类型的2D层状结构,层与层之间通过π…π和C-H.π兀作用形成3D超分子结构。配合物4是以配体1,4-bib为柱子连接2D面而拓展成4,6-连接的3D多孔结构,其拓扑符号为(44.610.8)(44.62)。配合物5是1D“之”字链状结构,相邻链通过非共价作用形成3D超分子网络。配合物6是4,6-连接的3D网络结构,其Schlafli符号为(3.4.54)(32.4.55.66.7)。配合物7是4,4-连接的2D波浪状层状结构,其Schlfifli符号(64.72)2(66)。配合物8和9是同构的,均为格子状的2D层状结构,拓扑类型为sql。配合物10是4,4-连接的双节点3D网络结构,其拓扑类型为lvt。配合物11是1D直链结构,相邻链通过分子间氢键作用连接成3D超分子结构。并对配合物1-11进行了元素分析、红外检测分析、热重分析和粉末衍射分析等表征。此外,对配合物1-6进行了磁性质测试,结果表明配合物1和6具有反磁性,配合物2具有顺磁性,配合物3、4和5的磁性随温度的变化而变化。还对配合物10进行了的固体荧光检测分析,其荧光光谱与配体H4qptc的相比发生了红移。
【关键词】：刚性多羧酸 过渡金属-有机配合物 拓扑 磁性质 荧光性能
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-23
• 1.1 金属-有机配合物的概述12-13
• 1.2 金属-有机配合物的研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究现状13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.3 金属-有机配合物的合成方法15-16
• 1.3.1 反应釜法15-16
• 1.3.2 真空封管法16
• 1.4 构筑金属-有机配合物的影响因素16-20
• 1.4.1 金属离子16
• 1.4.2 有机配体的影响16-19
• 1.4.3 其他因素19-20
• 1.5 金属-有机配合物的应用20-22
• 1.5.1 气体存储20-21
• 1.5.2 催化剂21
• 1.5.3 磁学材料21-22
• 1.6 本文的选题意义和目的22-23
• 第二章 实验部分23-29
• 2.1 实验试剂23-24
• 2.2 主要反应仪器24
• 2.3 配合物 1～11的合成24-27
• 2.4 测试仪器和测试条件27-28
• 2.5 配合物的结构解析28-29
• 第三章 基于H_4qptc和咪唑类配体的金属-有机配合物29-57
• 3.1 X-单晶衍射参数及主要键长键角29-32
• 3.2 配合物 1～5 的晶体结构32-44
• 3.2.1 {[Mn_2(qptc)(4,4'-bibp)(H_2O)_4]·2H_2O}_n (1)32-34
• 3.2.2 [Mn_2(qptc)(1,4-bib)(H_2O)_8]_n (2)34-37
• 3.2.3 [Co_2(qptc)(4,4'-bimbp)(H_2O)_2]_n (3)37-39
• 3.2.4 {[Mn_2(qptc)(1,4-bib)(H_2O)_2]·2H_2O}_n (4)39-42
• 3.2.5 [Ni_2(qptc)(1,4-bib)(H_2O)_8]_n (5)42-44
• 3.3 配合物的性能测试分析44-56
• 3.3.1 红外光谱44-47
• 3.3.2 热稳定性47-48
• 3.3.3 X-射线粉末衍射分析48-50
• 3.3.4 磁性分析50-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第四章 基于H_4qptc和吡啶类配体的金属-有机配合物57-72
• 4.1 X-单晶衍射参数及主要键长键角57-59
• 4.2 配合物 6～9 的晶体结构59-66
• 4.2.1 {[Co_2(qptc)(1,3-dpp)(H_2O)_3]·H_2O}_n (6)59-61
• 4.2.2 [Cu_3(qptc)_(1.5)(bipy)7(H_2O)]_n (7)61-63
• 4.2.3 [Cu(qptc)_(0.5)(2,2-bipy)(H_2O)]_n (8)63-64
• 4.2.4 [Co(qptc)_(0.5)(2,2-bipy)(H_2O)]_n (9)64-66
• 4.3 性能测试分析66-71
• 4.3.1 红外光谱66-68
• 4.3.2 热重分析68-69
• 4.3.3 X-射线粉末衍射分析69-70
• 4.3.4 磁性分析70-71
• 4.4 本章小结71-72
• 第五章 基于H_4qptc和phen的金属-有机配合物72-78
• 5.1 晶体学数据和主要键长键角72-73
• 5.2 结构描述73-75
• 5.2.1 [Cd_2(qptc)(phen)_2]_n (10)73-75
• 5.3 性能测试分析75-77
• 5.3.1 红外光谱分析75-76
• 5.3.2 热重检测分析76
• 5.3.3 X-射线粉末衍射分析76-77
• 5.3.4 荧光研究77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 基于配体H_4qptc的金属-有机配合物78-84
• 6.1 晶体学数据和主要键长键角78-79
• 6.2 结构描述79-81
• 6.3 性能测试分析81-83
• 6.3.1 红外光谱分析81
• 6.3.2 热重分析81-82
• 6.3.3 X-射线粉末衍射分析82-83
• 6.4 本章小结83-84
• 结论84-86
• 参考文献86-100
• 攻读硕士学位期间发表的论文100-101
• 致谢101-102

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本文编号：1086927