含芳香羧酸配體的微孔配位聚合物的合成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究.pdf

1、多孔配位聚合物由于在分離、催化、分子貯存、分子磁體、半導(dǎo)體材料等方面具有廣泛的應(yīng)用前景正成為材料領(lǐng)域一大研究熱點，尤其是金屬—羧酸體系的化合物由于易制備、結(jié)構(gòu)多樣、穩(wěn)定等優(yōu)點受到更多的青睞。本文通過不同類型的芳香羧酸配體與過渡金屬離子作用構(gòu)筑了系列配位聚合物，在詳細結(jié)構(gòu)表征的基礎(chǔ)上，研究了其中多孔化合物的吸附、發(fā)光、磁學(xué)等性質(zhì)。全文共分7章： 第1章介紹了本研究的背景，對第二代具有剛性骨架的多孔材料的合成策略及應(yīng)用研究現(xiàn)狀，以及

2、第三代動態(tài)骨架化合物的研究進展予以重點歸納和總結(jié)，最后對論文選題意義和進展做了概述。 第2章介紹了通過對苯二甲酸分別與線形和V形聯(lián)吡唑組成混合配體的方法，合成了一系列分別含有單核、雙核和三核次級構(gòu)筑單元(SBUs)的三維(3D)化合物，并分析了配體形狀、SBUs的尺寸對構(gòu)筑穿插或非穿插、低或高連接拓撲網(wǎng)絡(luò)的影響，同時對一種具有客體分子依賴的“收縮—膨脹”動態(tài)行為的微孔化合物進行了結(jié)構(gòu)和吸附性質(zhì)研究。 第3章介紹了一個由對

3、苯二甲酸和聯(lián)吡唑連接Zn4O核而得到的類似MOF—5的微孔化合物，該化合物中存在一個首次發(fā)現(xiàn)的四核[Zn4O(O2CR)2(NN)4]次級構(gòu)筑單元。聯(lián)吡唑上甲基基團的存在有效地避免了骨架的穿插，并且起到調(diào)節(jié)孔尺寸以及形成疏水性孔道的作用。該化合物對氣體及有機溶劑具有較強的吸附能力，同時展示了有趣的客體分子依賴的熒光發(fā)射行為。 第4章介紹了由具有納米尺度的三向羧酸配體和兩個通過引入Na+/K+離子得到的七核SBUs構(gòu)筑的微孔化合物

4、，該化合物具有罕見的(3，12)—連接拓撲結(jié)構(gòu)，以及互相貫通的3D疏水性孔道結(jié)構(gòu)。此外，該化合物展示了良好的氣體吸附性能，對苯具有選擇性吸附能力，以及較高的溶劑熱阻抗性質(zhì)。 第5章介紹了通過溶劑熱和水熱方法得到的兩種不同穿插類型的配位聚合物。其中一種化合物展示了新穎的2D63雙層和3D(3，5)—連接的hms網(wǎng)互相穿插的結(jié)構(gòu)特征，歸因于兩種網(wǎng)之間的協(xié)同效應(yīng)；另一種化合物是相同的三個(3，5)—連接的gra網(wǎng)之間發(fā)生穿插，并形成一

5、種少見的61手性螺旋孔道。有趣的是，兩個化合物中的兩個3D網(wǎng)是一對可以相互轉(zhuǎn)化的異構(gòu)網(wǎng)，是由一對異構(gòu)的雙核SBUs中不同的軸向羧基取向造成的。 第6章合成了一個新型的具有納米尺度的吡啶二羧酸配體，并對該配體的配位特點進行了研究。該配體具有與多種過渡金屬離子橋聯(lián)配位的能力，并形成分別基于單核、雙核及八核SBUs的多孔MOFs，尤其是其中發(fā)現(xiàn)的八核簇可以作為一個12-連接的節(jié)點，形成一種與第4章中報道的化合物具有不同拓撲類型的(3，