膦酸、磺酸无机—有机杂化材料的合成、表征及性能研究

论文摘要

本论文主要研究在中温水热溶剂热条件下有机膦酸、有机磺酸杂化材料的合成与结构表征,探讨杂化材料结构的多样性以及特殊功能材料的合成。在合成方面,主要研究溶剂和作为有机模板剂的胺类的改变对产物结构的影响;以柔性和半刚性的有机膦酸及刚性的有机磺酸作为结构基元代替传统的[PO4]3?、[SO4]2-结构基元,设计合成系列具有新颖结构的无机-有机杂化材料,探讨材料合成的差异性及结构方面的特点。主要报导了以下12个新颖的化合物: （NH4）2[Ni（L1）（H2O）] （1）,（H3O）8[Ni4O2（HL1）4（H2O）2] （2） [NH3（CH2）3NH3]（NH4）4[Ni（L2）（H2O）]2（3）,（H3O）3[Ni（L2）（H2O）2]·4H2O （4） （H3O）[Co（H2L2）（H2O）2]·2H2O （5）,[Pb2（HL3）（NO3）]·2H2O （6）,[Mn（H2L3）]·H2O （7） [H3N（CH2）3NH3][Pb2（SIP）2]·6H2O （8）,[Cd（HSIP）（PIP）（H2O）2] （9） [CdCl3（CH3）3NH] （10）,[Ni（PIP）Cl2] （11）,[Cd（PIP）Cl2] （12）配体简写:[（HO2CCH2）2N（CH2PO3H2）, H4L1], [（C4H8N2）（CH2PO3H2）2, H4L3], [（HO2CCH2）N（CH2PO3H2）2, H5L2], [5-NaO3SC6H3-1,3-（CO2H）2, NaH2SIP]对所有化合物进行单晶X-射线衍射分析表明:化合物1属于一维链状结构,并通过氢键形成超分子网络;化合物2属于四核超分子网络结构;化合物3属于双核结构,并通过氢键形成三维超分子网络;化合物4,5属于单核超分子网络结构,化合物4通过氢键同时形成一维水链;化合物7,8属于二维结构,7通过氢键连接形成超分子网络结构;化合物9,10属于一维Z字链状结构;化合物6,11,12属于三维骨架结构,12在吸附方面有潜在的应用性。在大量实验基础上,较为系统的研究了反应条件如溶剂、有机胺、时间、温度、pH值、反应物配比等对产物结构的影响,初步归纳总结了合成规律。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 膦酸盐无机-有机杂化材料
• 1.2 磺酸盐无机-有机杂化材料
• 1.3 金属氯化物无机-有机杂化材料
• 1.4 无机-有机杂化材料的合成方法及应用
• 1.5 无机-有机杂化材料的展望
• 1.6 本课题选题目的、意义与研究结果
• 1.7 本文所用测试手段、表征方法及原料
• 第二章 膦酸无机-有机杂化材料（1-7）的合成与表征
• 2.1 引言
• 4L₁膦酸盐的发展现状'>2.1.1 H₄L₁膦酸盐的发展现状
• 5L²膦酸盐的发展现状'>2.1.2 H₅L²膦酸盐的发展现状
• 4L³膦酸盐的发展现状'>2.1.3 H₄L³膦酸盐的发展现状
• 4L¹膦酸盐的合成与表征'>2.2 H₄L¹膦酸盐的合成与表征
• 4）₂[Ni（L¹）（H₂O）] （1）的合成与表征'>2.2.1 一维有机膦酸镍（NH₄）₂[Ni（L¹）（H₂O）] （1）的合成与表征
• 3O）₈[Ni₄O₂（HL¹）₄（H₂O）₂] （2）的合成与表征'>2.2.2 四核膦酸镍（H₃O）₈[Ni₄O₂（HL¹）₄（H₂O）₂] （2）的合成与表征
• 2.2.3 化合物1、2 的总结与讨论
• 5L²膦酸盐的合成与表征'>2.3 H₅L²膦酸盐的合成与表征
• 3（CH₂）₃NH₃]（NH₄）₄[Ni（L²）（H₂O）]₂ （3）的合成与表征'>2.3.1 双核膦酸镍[NH₃（CH₂）₃NH₃]（NH₄）₄[Ni（L²）（H₂O）]₂（3）的合成与表征
• 3O）₃[Ni（L²）（H₂O）₂]·4H₂O （4）的合成与表征'>2.3.2 单核有机膦酸镍（H₃O）₃[Ni（L²）（H₂O）₂]·4H₂O （4）的合成与表征
• 3O）[Co（H₂L²）（H₂O）₂]·2H₂O （5）的合成与表征'>2.3.3 单核膦酸钴（H₃O）[Co（H₂L²）（H₂O）₂]·2H₂O （5）的合成与表征
• 2.3.4 化合物3、4、5 的总结与讨论
• 4L³膦酸盐的合成与表征'>2.4 H₄L³膦酸盐的合成与表征
• 2L³）]·2（H₂O）_1/2 （6）的合成与表征'>2.4.1 三维膦酸锰[Mn（H₂L³）]·2（H₂O）_1/2（6）的合成与表征
• 2（HL³）]·（NO₃）·2（H₂O） （7）的合成与表征'>2.4.2 二维膦酸铅[Pb₂（HL³）]·（NO₃）·2（H₂O） （7）的合成与表征
• 2.4.3 化合物6、7 的总结与讨论
• 本章小结
• 第三章 磺酸无机-有机杂化材料（8，9）的合成与表征
• 3.1 引言
• 3N（CH₂）₃NH₃][Pb₂（SIP）₂]·6H₂O （8）的合成与表征'>3.2 二维有机磺酸铅[H₃N（CH₂）₃NH₃][Pb₂（SIP）₂]·6H₂O （8）的合成与表征
• 3.2.1 化合物8 的合成
• 3.2.2 化合物8 的表征
• 3.2.3 化合物8 的晶体结构测定和晶体学数据
• 3.2.4 化合物8 的结构分析
• 3.2.5 化合物8 的DTA-TGA研究
• 3.2.6 化合物8 的荧光性质研究
• 2O）₂] （9）的合成与表征'>3.3 一维有机磺酸镉[Cd（HSIP）（PIP）（H₂O）₂] （9）的合成与表征
• 3.3.1 化合物9 的合成
• 3.3.2 化合物9 的表征
• 3.3.3 化合物9 的晶体结构测定和晶体学数据
• 3.3.4 化合物9 的结构分析
• 3.3.5 化合物9 的DTA-TGA研究
• 3.3.6 化合物9 的荧光性质
• 本章小结
• 第四章 无机-有机杂化金属氯化物（10, 11, 12）合成与表征
• 4.1 引言
• 3[（CH₃）₃NH]} （10）的合成与表征'>4.2 一维有机氯化镉{CdCl₃[（CH₃）₃NH]} （10）的合成与表征
• 4.2.1 化合物10 的合成
• 4.2.2 化合物10 的表征
• 4.2.3 化合物10 的晶体结构测定和晶体学数据
• 4.2.4 化合物10 的结构分析
• 4.2.5 化合物10 的DTA-TGA研究
• 4.2.6 化合物10 的荧光研究
• 2（C₄N₂H₈）] （11，12）的合成与表征M= Ni^II、Cd^II'>4.3 三维有机氯化物[MCl₂（C₄N₂H₈）] （11，12）的合成与表征M= Ni^II、Cd^II
• 4.3.1 合成
• 4.3.2 化合物的表征
• 4.3.3 晶体结构测定和晶体学数据
• 4.3.4 化合物11 的结构分析
• 4.3.5 化合物11、12 的DTA-TGA研究
• 4.3.6 化合物11 的磁性研究
• 4.3.7 化合物11 的荧光性质
• 4.3.8 化合物12 的吸附研究
• 4.3.9 化合物10、11、12 的总结与讨论
• 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 攻读博士学位期间发表的论文
• 中文摘要
• Abstract
• 附录