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配位聚合物有着新颖的结构和功能性质,如磁性、发光和多孔吸附等,在配位化学、超分子化学、晶体工程等领域已成为主要研究课题。苯并咪唑-5,6-二羧酸(H3bidc)具有刚性和多齿配位的特点,以及在生命医药领域的应用,逐渐引起了配位化学研究者的兴趣。本论文以H3bidc为配体,构筑了一系列结构性能新颖的配位聚合物,用红外光谱和元素分析等方法表征了配合物的组成,用X射线单晶衍射结构分析方法确定了配合物的分子结构和晶体结构,研究了配合物的磁性、发光和热稳定性能。主要成果如下。
在水热条件下,制备了九个新的稀土配位聚合物:[Ln2(Hbidc)2(SO4)(H2O)3]n[Ln=La(1),Pr(2),Sm(3),Gd(4),Eu(5)]、[Ln4(Hbidc)4(SO4)2]n·2nH2O[Ln=Eu(6),Tb(7),Dy(8),Er(9)],硫酸根由稀土离子催化氧化KSCN得到。采用红外光谱、元素分析和XRD单晶衍射等方法进行了结构表征。配合物1-5为异质同晶,是由平面四核Ln4次级结构单元组成的2D配位聚合物;配合物6-9是由硫酸根桥连二核Ln2次级结构单元组成的3D配位聚合物。在配合物1-9的分子结构中,H3bidc和硫酸根都呈现出不同的配位模式。在性质方面,对八个配合物进行了热重分析和荧光测定,配合物6和7表现出典型的铕、铽发光特性。对配合物4、7、8、9进行了变温磁化率的研究。
用H3bidc与二价过渡金属离子在水热和室温条件下反应,制备了四个配位聚合物Mn3(Hbidc)2(C2O4)(H2O)10]n(10)、[Mn(Hbidc)(H2O)2]n(11)、[Ni2(Hbidc)2]疗(12)、[Co(Hbidc)]n(13)。在这四个配合物中,苯并咪唑-5,6-二羧酸以三种配位模式参与桥联配位,Ni(Ⅱ)和Co(Ⅱ)离子呈现出不常见的五配位三角双锥配位构型。配合物10是由Hbidc2-和草酸根桥连锰离子所形成的一维Zigzag链配位聚合物,配合物11是由Hbidc2-桥连双核锰离子而成的一维线性链配位聚合物;配合物12和13结构相似,都是二维层状配位聚合物。磁性研究表明,配合物10中的金属离子表现出反铁磁性耦合作用。