基于半剛性羧酸配體的金屬有機骨架化合物的研究.pdf

1、近年來，金屬有機骨架化合物(MOFs)因其結構的多樣性以及在氣體吸附與分離、磁性、催化、離子交換、藥物傳輸和熒光等方面潛在的應用價值引起了人們越來越多的興趣。MOFs化合物通常是由特定的次級構筑單元(SBUs)通過配體橋聯(lián)組成，鑒于SBU中的中心金屬離子的性質對MOFs化合物的性質非常重要，所以采用合適的方法對中心金屬離子進行改性（包括摻雜、置換）非常重要。另一方面，有機配體的選擇也影響著MOFs材料的結構組成。含有三嗪環(huán)的剛性配體或者

2、柔性配體因其易于合成，含有豐富的功能基團而被廣泛用于MOFs化合物的構筑，但是基于同時包含有剛性配位臂和柔性配位臂的三嗪羧酸類衍生物的MOFs化合物卻未見報道。據(jù)此，本論文合成了2個同時含有剛性配位臂和柔性配位臂的半剛性配體以及基于這些配體的MOFs化合物，并對其進行了結構和性質表征，具體如下:
　　1、設計并合成了兩個不同取代基的半剛性配體H6La和H5Lb(H6La=5,5'-(6-(bis-(carboxymethyl)-a

3、mino)-1,3,5-triazine-2,4-diyldiimino) diisophthalic acid; H5Lb=5,5’-(6-aceticacid-amino-1，3，5-triazine-2，4-diyldiimino) diisophthalic acid)，并對它們進行了分析和表征。
　　2、采用溶劑熱的方法將配體H6La分別與Mn2+、Co2+、Cd2+離子反應合成得到3個同構的化合物:(Me2NH2)1.

4、5[Mn2.25La(H2O)2]·2.5DMF·1.5H2O(1)，(Me2NH2)1.6[Co2.2La(H2O)2]·2.5DMF·4.5H2O(2)，(Me2NH2)2[Cd2La(H2O)2]·1.5DMF·12.5H2O(3)。結構分析表明它們具有(4，4)-聯(lián)結的UMC拓撲構型。剛性配位臂和柔性配位臂在結構中扮演著不同的角色，前者用于支撐骨架，后者起穩(wěn)定結構和捕捉游離金屬離子的作用。對化合物進行了熱穩(wěn)定性、紅外及熒光等性質

5、的表征。
　　3、通過直接合成法將配體H6La與混合金屬鹽Mn2++M’(M'=Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+)反應得到一系列與1同構的異金屬化合物，其中對化合物(Me2NH2)1.5[Co1.125Mn1.125La(H2O)2]·DMF·8.5H2O(4)進行了單晶結構表征。系統(tǒng)研究了起始物中金屬的比例對產(chǎn)物的影響。又采用金屬離子置換這種后合成修飾的方法將1的晶體浸泡在Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、

6、Zn2+鹽溶液中對Mn2+進行金屬離子置換，合成了一系列與1同構的異金屬化合物，研究了金屬離子類型、溶劑、浸泡時間、對陰離子等因素對交換率的影響。對兩種中心金屬離子改性方法進行了比較。
　　4、利用配體H5Lb和Cd2+離子通過自組裝反應合成了MOFs化合物(Me2NH2)2[Cd1.5Lb]·2.5DMF·28H2O(5)。其具有(4，5，6)-連接的三維陰離子框架結構，拓撲計算顯示其具有一種新的拓撲結構，點符號為(45.63.