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近年来,随着对有机无机-杂化材料的进一步的研究,合成一系列结构新颖的配位聚合物成为了合成新型材料的一个研究焦点,越来越多的具有潜在应用价值的配合物被合成结构新颖。本论文利用四种菲罗啉衍生物作为有机配体,通过改变无机配体,合成了14种结构新颖的配合物,并通过以下几部分对研究的内容进行阐述。
第一章中,从配位配合物的基本概念、本实验合成聚合物所用的配体的研究进展、多酸的基本概念、基于多酸的有机无机杂化的化合物的研究进展、可能的应用领域等方面做了系统地介绍。同时,进一步指明了本课题的选题意义及依据,并且概括了本工作所取得的成果。
第二章中,合成了新的菲罗啉的衍生物2-(2-羧基苯基)咪唑(4,5-f)-(1,10)菲罗啉(O-HNCP),并以它作为有机配体,选择三价的稀土离子作为金属离子,在水热条件下,合成了四种新型的同构配位聚合物:[Nd(ONCP)2(NO3)]n(1),[La(ONCP)2(NO3)]n(2),[Sm(ONCP)2(NO3)]n(3)和[Eu(ONCP)2(NO3)]n(4)。四个同构的配合物均为具有蜂窝结构的二维层状结构(2D)。通过氢键作用与π-π堆积作用,进一步巩固了配合物的2D结构。同时,通过X-射线粉末衍射,红外光谱、元素分析、热重分析和X-射线单晶衍射表征了四个新的配位聚合物。进一步,对四个新型配合物的荧光性质做了进一步的研究。的配合物1在近红外区域有典型的发射峰,而这些峰是源于Nd3+离子的特征发射峰。配合物2在可见光和近红外区域的特征发射峰均来源于三价的Sm3+离子,最后,在以配体为中心的激发波长激发时,配合物4因为其含有Eu3+离子而在可见光区域具有典型的发射峰。
第三章中,在水热条件下,合成了含有二价的金属锌离子的两种新型的配合物:[Zn(bpdc)(pyip)2]·3H2O(5)和[Zn(pip)2(Hpip)]·3H2O(6),其中,H2bpdc为2,2’-联吡啶-3,3’-二羧酸,pyip为2-(3-吡啶基)-1H-咪唑并(4,5-f)(1,10)菲罗啉,Hpip为2-苯基-1H-咪唑并(4,5-f)(1,10)菲罗啉),结构分析表明配合物5和6均为零维(0D)的结构。此外,氢键作用和π-π堆积在构建配合物结构方面起到重要的作用。同时,文中进一步对配合物的热稳定性和荧光性质进行了研究。
第四章中,以另一种菲罗啉的衍生物1,10-菲罗啉-5,6-二酮(Do)作为中性有机配体利用Keggin型多金属氧化物(POMs)磷钨酸与硅钨酸,以及过渡金属离子作为无机金属离子,通过水热合成方法,合成了8种新型的基于POMs的有机无机杂化的配位聚合物:[Cd2(Do)4(H2O)2Cl](PW12O40)·H2O(7),[Pb(Do)2(PW12O40)](HDo)(8),[Ag4(Do)6(PW12O40)][Ag(Do)2](PW12O40)·2(H2O)(9),[Ag2(Do)3][Ag(ppd)(Do)](PW12O40)(10),(HDo)3(PW12O40)(11),[Cu2(Do)4(PW12O40)2(H2O)2][Cu(Do)2(H2O)](PW12O40)(12),[Cu(Do)2(H2O)]2(SiW12O40)(13),[Ag(Do)2]2(SiW12O40)3(H2O)(14),其中ppd为1H-吡咯并[3,4-c]吡啶,Do为1,10-菲罗啉-5,6-二酮,PW12O40为磷钨酸,SiW12O40为硅钨酸。红外光谱和X-射线单晶衍射显示配合物8和9为一维(1D)链状的结构,配合物7、10、11、12和14均为零维(0D)结构。通过氢键作用,使得配合物7和12形成了1D和二维(2D)的结构。进一步的,对四个新型配合物的热稳定性质和荧光性质做了进一步的研究。
第五章为结论和展望。