基于紫精配体构筑的功能性配位聚合物的合成、结构及光电性能研究

发布时间：2018-01-20 00:50

  本文关键词： 配位聚合物 紫精 光致变色 电致变色 荧光　出处：《郑州大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：早期的MOFs研究主要集中在其结构的合成,近年来其性能的研究越来越受到重视。而在材料的合成方面,也从新结构的设计合成转向以功能为导向的合成。众所周知,紫精有很好的光致/电致变色的性质、很强的电子接受能力以及很好的氧化还原活性,如果将其作为构筑模块直接纳入到聚合物框架中,将会合成得到许多物理性能和化学性能更加优异的固态材料。目前为止,科研工作者已经设计合成了许多变色材料,但是对于无机-有机杂化变色材料的研究仍然不足。基于此,本论文设计合成了两个紫精功能化的有机配体,我们将其与不同的金属离子通过配位键构筑得到了一系列结构新颖的配合物,通过相应的外部条件的刺激对其变色性质及发光性质进行了研究。本论文我们主要围绕以下两部分内容进行研究:一、我们设计合成得到了一个紫精功能化的间苯二甲酸柔性配体1,1′-二(3,5-二羧基苄基)-4,4′-联吡啶二氯化盐(H_4L_1Cl_2)。利用该柔性配体,分别与金属锌离子、镉离子和铕离子自组装得到了三个结构不同的配位聚合物[Zn_2(L_1)(Cl)_2]n(1),[Cd_3(L_1)(Cl)_6(MeOH)_2]n(2),[Eu_2(L_1)(NO_3)_4(HOCH_2CH_2OH)_2]n(3)。并对配合物2和3的光致变色性质作了深入的研究,配合物2和3都具有明显的光致变色现象。在外界光的刺激下,电子从供电子基团转移至缺电子的紫精单元产生紫精自由基,同时晶体颜色由原来的微黄色变为蓝色,热处理之后,晶体颜色便可以褪去。除此之外,由于稀土离子具有很强的特征发射,配合物3发射Eu3+的特征荧光,并且其荧光强度随着光照时间的增加而降低,而热处理之后,其荧光强度又可以恢复,因此配合物3是一个具有光致变色和光调节的荧光开关性质的双功能材料。二、一个紫精功能化的氨基酸配体1-(4-L-苯丙氨酸基)-4,4′-联吡啶氯化盐(H_2L_2Cl)被合成。我们通过温度调控,将其与不同阴离子的镉盐合成得到了四个结构不同的配位化合物{[Cd_3(L_2)_6(H_2O)_6]×11NO_3×14H_2O}n(4),{[Cd(L_2)(NO_3)(H_2O)]×NO_3×2H_2O}n(5){[Cd_8(L_2)_8(ClO_4)_8(H_2O)_(12)]×ClO_4×2Cl×27H_2O}n(6),{[Cd_(15)(L_2)_4(Cl)_(32)(H_2O)_7]×4H_2O}n(7)。尽管羧酸基团和联吡啶基团已经建立起了有效的电子转移途径,由于阴离子的引入诱导了结构的改变并且和接受电子基团之间形成了不同的电荷转移途径,致使它们表现了出了多种变色效果。我们利用粉末X-射线衍射、固体紫外可见吸收光谱、电子自旋共振谱等对这四种化合物的光致变色机理进行了详细的分析和表征。比较有趣的是,配合物7不仅具有光致变色的现象,同时具有电致变色的性质,它显示出快速的可逆的电致变色行为,通过在-0.8 V和0 V之间改变电压实现了材料在无色和紫色之间进行切换的开关行为。据我们所知,既具有光致变色又具有电致变色的MOFs材料仍然很少。
[Abstract]:MOFs's early research focused on the synthesis of the structure in recent years, the study of its performance has attracted more and more attention. In the synthesis of functional materials, from the design and synthesis of new structures to synthesis of functionally oriented. As everyone knows, viologen has good photochromic / electrochromic properties of electrical, electronic acceptance strong ability and excellent oxidation reduction activity, if it as building blocks directly into the polymer framework, will synthesize many properties of physical and chemical performance of more excellent solid materials. Now, researchers have designed many electrochromic materials were synthesized, but the study of inorganic organic hybrid materials are still changing insufficient. Based on this, the organic ligand two viologen functionalized designed and synthesized in this paper, we combine it with different metal ions by coordination bonds to build a series of Gou Xinying. 鐨勯厤鍚堢墿,閫氳繃鐩稿簲鐨勫�栭儴鏉′欢鐨勫埡婵�瀵瑰叾鍙樿壊鎬ц川鍙婂彂鍏夋，

本文编号：1446180