含共轭基元金属有机发光材料的合成及性能研究

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近年来,金属有机框架材料迅猛发展,已成为化学和材料学的热点研究领域之一,这不仅是由于它们具有多样的拓扑结构,而且还因为它们在催化、分离、气体储存、离子交换、传感器和光电等方面存在潜在的应用。本文通过几种含共轭基元的有机配体,选择合适的金属离子,组装制备了一系列结构类型多样的配位聚合物。利用X-射线单晶衍射确定了这些化合物的结构,并对化合物的热稳定性和发光性能等进行了研究。本论文共分为五章。第一章,介绍了本课题的研究背景和选题意义,重点就金属配位聚合物,特别是稀土和过渡金属配合物在有机发光领域的潜在应用以及研究现状做了简单的介绍。最后对论文选题意义和进展做了概述。第二章,采用芴为原料,反应合成四种含芴基元的有机配体,利用芴类羧酸配体与稀土(La3+/Gd3+/Eu3+/Tb3+/Dy3+)和过渡金属(Mn2+/Zn2+/Cd2+/Co2+)在溶剂热条件反应得到配合物1-13。用H谱和C谱对配体进行表征,X-射线单晶衍射分析表明化合物1-5和7为三维格子状结构,其中6和8为穿插结构,9-13异质同晶,配合物9在612 nm处有强的发射峰,为稀土Eu的特征吸收峰。第三章,选择含有大的共轭基元的刚性有机配体3,3’,5’,5’-联苯四羧酸与过渡金属Zn(II)离子反应,加入辅助配体(2,2’-bpy、4,4’-bpy、phen、1,3-bpp)自组装得到五种含三维孔洞结构配合物14-18,探讨了辅助配体对化合物结构、热稳定性以及荧光性能的影响。第四章,选用2-苯基-4-喹啉羧酸与过渡金属离子在水热/溶剂热条件下反应,加入辅助配体(2,2’-bpy、4,4’-bpy、phen)制备了10个金属配位聚合物19-28。X-射线单晶衍射分析表明,化合物19-22异质同晶体,具有双核结构,通过氢键和π-π堆积作用形成三维超分子结构。化合物23-25也为双核结构,化合物26-28为一维链状结构。对部分化合物的荧光性能进行了初步研究。第五章,对整篇论文工作进行总结和展望。
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