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功能配位聚合物的脲热合成、结构与表征

2020-12-16阅读(499)

功能配位聚合物的脲热合成、结构与表征

论文摘要

设计合成在化学催化、气体吸附和光电磁等领域具有潜在应用的配位聚合物是配位化学和材料科学研究的热点领域。合成方法在自组装金属配位聚合物时起着重要作用。本论文在传统溶剂热的基础上,采用基于尿素及其衍生物作溶剂的脲热法合成金属配位聚合物。本文采用脲热合成法合成出九个具有新颖结构的配位聚合物。这九个配位聚合物都进行了单晶X-射线衍射测试,部分配位聚合物还进行了元素分析、X-射线粉末衍射（XRD）、热重（TGA）、固态荧光、气体吸附等测试。根据合成配位聚合物的溶剂,将这9个配位聚合物分为以下两组：一.以亚乙基脲（e-urea）为溶剂合成的金属配位聚合物{Zn3[（sip）2（temdpy）2（e-urea）4（H2O）2]（e-urea）}n （1）[Zn（HFPPB）（e-urea）]n （2）[Cd2（5-Hisp）2（e-urea）2]n （3）[Cd（5-Nisp）（e-urea）]n （4）[Cd2（2-Abdc）2（e-urea）2]n （5）[Cd（BDC）（e-urea）]n （6）{[Cd3（BTC）2（e-urea）4]（e-urea）2}n （7）[Mn（BTC）CI（e-urea）3]n （9）二.以N,N-二甲基亚丙基脲（DMPU）为溶剂合成的金属配位聚合物[Cd（HBTC）（DMPU）2]n （8）配位聚合物1为1D梯状双链结构,配位聚合物2为一维双核双链结构,两个1D链状结构均通过溶剂e-urea之间丰富的氢键连接成3D网络结构；配位聚合物9为二维层状结构,亦是通过溶剂分子e-urea提供的氢键连接成三维结构；用刚性的苯二羧酸配体（5-Hisp、5-Nisp、2-ABDC、BDC）与镉盐在溶剂e-urea条件下,得到配位聚合物3-6,所构筑的骨架具有相似性,均是通过配体的羧基与溶剂e-urea的桥连形成一维的金属镉链,金属镉链通过配体的连接形成三维的骨架结构,结构中存在一维的通道,由配位的溶剂分子e-urea填充;配体BTC与镉在不同的尿素衍生物溶剂中得到两种结构不同的配位聚合物7（溶剂e-urea）与配位聚合物8（溶剂DMPU）,配位聚合物7是三核镉形成的三维骨架,骨架中存在三种形式的溶剂分子：桥式、单齿、游离。将游离的溶剂去除,配位聚合物7有一定的空隙,吸附测试表明配位聚合物7在77K下氮气吸收为7.7m1 g-1,Langmuir比表面积为35.56m2 g-1,273K下,CO2吸收量为17.5ml g-1。配位聚合物8是二维的层状结构。配位聚合物1、3、5、7具有荧光性能.对这些配位聚合物分析结果表明,亚乙基脲（e-urea）作为溶剂在合成配位聚合物过程中起多种作用,最重要的是它能聚四个不同的作用于一身：（1）作为溶剂溶解前驱物；（2）作为端基配体参与配位；（3）作模板填充在骨架中；（4）提供丰富的氢键参与骨架的构筑。表明脲热法是合成配位聚合物等晶体固体材料的潜在的重要方法。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 中文文摘
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 配位聚合物自组装过程中受到的影响因素
  • 1.2 配位聚合物的合成方法
  • 1.2.1 扩散法
  • 1.2.2 水热和溶剂热法
  • 1.2.3 离子热
  • 1.2.4 低共熔溶剂（deep-eutectic solvents DES）
  • 1.2.5 脲热合成
  • 1.3 本课题的选题意义和本学位论文所取得的进展
  • 第二章 实验与结果讨论
  • 2.1 试剂与仪器
  • 2.2 配位聚合物的合成与表征
  • 3[（sip）2（temdpy）2（e-urea）4（H2O）2]（e-urea）}n'>2.2.1 配位聚合物1:{Zn3[（sip）2（temdpy）2（e-urea）4（H2O）2]（e-urea）}n
  • n'>2.2.2 配位聚合物2:[Zn（HFPPB）（e-urea）]n
  • 2（5-Hisp）2（e-urea）2]n'>2.2.3 配位聚合物3:[Cd2（5-Hisp）2（e-urea）2]n
  • n'>2.2.4 配位聚合物4:[Cd（5-Nisp）（e-urea）]n
  • 2（2-Abdc）2（e-urea）2]n'>2.2.5 配位聚合物5:[Cd2（2-Abdc）2（e-urea）2]n
  • n'>2.2.6 配位聚合物6:[Cd（BDC）（e-urea）]n
  • 3（BTC）2（e-urea）4]（e-urea）2}n'>2.2.7 配位聚合物7:{[Cd3（BTC）2（e-urea）4]（e-urea）2}n
  • 2]n'>2.2.8 配位聚合物8:[Cd（HBTC）（DMPU）2]n
  • 3]n'>2.2.9 配位聚合物9:[Mn（BTC）CI（e-urea）3]n
  • 2.3 结果与讨论
  • 第三章 总结与展望
  • 3.1 总结
  • 3.2 工作展望
  • 附录一:配位聚合物的原子坐标
  • 参考文献
  • 在学期间文章发表
  • 致谢
  • 个人简历

    • 相关论文文献

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