水热条件下金属—有机配位聚合物的合成

发布时间：2017-06-26 16:10

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【摘要】： 金属-有机配位聚合物是由金属中心离子与有机配体自组装而形成的。金属-有机配位聚合物新颖的多样结构导致其许多特殊的性能。 本文通过水热法合成了一系列具有新型结构的金属-有机配位聚合物,并通过红外光谱、元素分析、X-射线单晶衍射和热重分析等分析方法,对其的结构和热稳定性进行了表征。 利用单一配体邻苯二甲酸、均苯三甲酸和异烟酸合成了四种简单的金属-有机配位聚合物:(1) [Cd(1,2-BDC)2·H2O]n,(2) [Cd2Na2(BTC)2(H2O)4]n,(3) [Cd(C6H 4O2N)2·4H2O]n,(4)[Co(C6H4O2N)2·4H2O]n。其中,配合物(2)具有双核中心,并且多齿配体均苯三甲酸中羧基具有两种配位形式。研究了影响水热合成的条件:pH值、反应温度、反应时间、降温速率、反应物的摩尔比和反应容器等的影响,确定了合成适合X射线衍射尺寸的单晶的反应条件:反应前电磁搅1h,160~180℃下恒温水热反应4天,降温速率为6℃/h。 利用线性双齿配体4,4'-联吡啶、咪唑等合成了四种混配的金属-有机配合物:(5)[Mn(4,4'-bipy)(1,3-BDC)]n,(6) [Cd(4,4'-bipy)(C3H4N2)2]n,(7) {[Cd(4,4'-bipy)(CH3COO)2]·H2O}n,(8) [Zn(1,2-BDC)(C3H4N2)2]n。配合物(5)、(6)和(7)通过分子间氢键连接以及π-π堆积作用形成三维结构,配合物(8)是通过咪唑配体和邻苯二甲酸形成一维链状结构。 利用2,2'-联吡啶合成了三种混配的金属-有机配位聚合物:(9) [Zn2(OH) (BTC) (2, 2'-bipy)]n,(10) [Cd(C2H2O4) (2,2'-bipy)]n,(11) [Cd Br2 (2, 2'- bipy)]n,分别具有三维、二维和一维结构。配合物(9)中的Zn(II)具有两种不同的配位环境,多齿配体均苯三甲酸中羧基的氧原子具有多种配位形式。
【关键词】：金属-有机配位聚合物 水热合成 结构表征 配体
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：O631.3
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 前言8-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 类沸石分子筛的一类新型材料:金属－有机配位聚合物9-11
• 1.1.1 传统的沸石分子筛材料9
• 1.1.2 金属－有机配位聚合物9-11
• 1.2 金属－有机配位聚合物的组成11-14
• 1.2.1 配位化学概述11
• 1.2.2 金属－有机配位聚合物的组成11-14
• 1.3 金属－有机配位聚合物的结构14-18
• 1.3.1 具有一维结构的配位聚合物14-16
• 1.3.2 具有二维结构的配位聚合物16-17
• 1.3.3 具有三维结构的配位聚合物17-18
• 1.4 金属－有机配位聚合物的应用18-20
• 1.4.1 吸附与储存应用19
• 1.4.2 作为催化剂的应用19-20
• 1.5 金属有机配位聚合物的合成与设计20-22
• 1.5.1 溶液中自组装20
• 1.5.2 水热或溶剂热法20-22
• 1.6 本文研究目的22-23
• 第二章 金属离子与单个配体形成金属－有机配位聚合物的合成与表征23-39
• 2.1 研究内容23-24
• 2.2 实验试剂仪器及设备24
• 2.3 四种简单金属－有机配位聚合物的合成24-25
• 2.4 各物质的结构与热稳定测试25-26
• 2.5 结果与讨论26-35
• 2.5.1 [Cd(1,2-BDC))_2·H_2O]_n的结构和热稳定性26-29
• 2.5.2 [Cd_2Na_2(BTC)_2(H_2O)-4]_n的结构和热稳定性29-31
• 2.5.3 [Cd(C_6H_4O_2N)_2·4H_2O]_n和[Co(C_6H_4O_2N)_2·4H_2O]_n的结构和热稳定性31-35
• 2.6 水热法合成金属－有机配合物的条件和影响因素研究35-37
• 2.6.1 pH值35-36
• 2.6.2 反应温度36
• 2.6.3 反应前搅拌时间和反应时间36
• 2.6.4 反应物的摩尔比36
• 2.6.5 降温速率36-37
• 2.6.6 反应容器37
• 2.7 小结37-39
• 第三章 以4,4'-联吡啶(咪唑)和二羧酸等为配体混配的金属－有机配位聚合物的合成和表征39-54
• 3.1 研究内容39-40
• 3.2 实验试剂及仪器设备40-41
• 3.3 含有4,4'-联吡啶金属－有机配位聚合物的合成41-42
• 3.4 各物质的结构与热稳定性42
• 3.5 结果与讨论42-53
• 3.5.1 [Mn(4,4'-bipy)(1,3-BDC)]_n的结构和热稳定性42-45
• 3.5.2 [Cd(4,4'-bipy)(C_3H_4N_2)_2]_n的结构和热稳定性45-47
• 3.5.3 {[Cd(4,4'-bipy)(CH_3COO)_2]·H_2O}_n的结构和热稳定性47-50
• 3.5.4 [Zn(1,2-BDC)(C_3H_4N_2)]_n的结构和热稳定性50-53
• 3.6 小结53-54
• 第四章 以2,2'-联吡啶和二羧酸等为配体混配的金属－有机配位聚合物的合成和表征54-65
• 4.1 研究内容54
• 4.2 实验试剂、仪器及设备54-55
• 4.3 含有2,2'-联吡啶金属－有机配位聚合物的合成55-56
• 4.4 各物质的结构与热稳定性56
• 4.5 结果与讨论56-64
• 4.5.1 [Zn_2(OH)(BTC)(2,2'-bipy)]_n的结构和热稳定性56-59
• 4.5.2 [Cd(C_2H_2O_4)(2,2'-bipy)]_n的结构和热稳定性59-62
• 4.5.3 [CdBr_2(2,2'-bipy)]_n的结构和热稳定性62-64
• 4.6 小结64-65
• 第五章 结论65-66
• 参考文献66-74
• 硕士期间发表论文情况74-75
• 附 录75-104
• 致 谢104

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李秀华;;有机多酸配位聚合物的合成[J];赤峰学院学报(自然科学版);2011年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 杨建飞;四个具有C_2对称性的新型轴手性配体及其配合物的合成与表征[D];西北农林科技大学;2011年

2 李霞;稀土—有机配位聚合物的合成与表征[D];北京化工大学;2008年

3 刘平;5-磺酸基间苯二甲酸与稀土金属配位聚合物的晶体结构与表征[D];吉林大学;2010年

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6 刘静;以2，5-吡啶—二羧酸为配体的配位聚合物的合成、结构及性质研究[D];北京化工大学;2012年

7 王亮;新型芳酰腙类化合物及其过渡金属配合物的构筑、表征及性质[D];西安工程大学;2012年

8 严回;稀土金属配合物的合成及性质研究[D];西安工程大学;2012年

9 李丹;邻菲Up啉衍生物配体的配位聚合物的合成、结构及表征[D];长春工业大学;2013年

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本文编号：486754