过渡金属—羧酸基配合材料的表证及其发光与磁学性能研究

论文摘要

随着分析科学与化学的其它分支学科,以及与材料、生命、能源环境等学科的交叉、融合,现代分析测试技术的表证功能备受研究者关注,并已应用到化学与材料研究的诸多领域。金属有机配合材料（MOFs）不仅兼有无机材料和有机材料的优点,而且具有可调控性与多孔性等特点,赋予其迥别于纯无机或有机固体的优势和发展空间,是目前化学、材料、医药等学科研究的交叉前沿之一。如何在分子水平探索分子间相互作用的本质,进而实现对其结构乃至物性的调控,对于深入研究结构与物性的关联,并最终实现“设计”合成和工业应用具有重要的意义。本论文选用三种不同类型的配体与过渡金属离子反应合成了12例具有新颖结构的MOFs材料,即:1.以柔性的长链V型配体为结构基块,不同的过渡金属离子为中心,合成了4例MOFs （1-4）。[Co（Hoba）2（H2O）2] （1）,[Co（oba）（bip）] （2）,{[Ni（oba）（btp）]·（H2O）0.5}n （3）,{[Cu（oba）（btp）]·（H2O）0.5}n（4）（其中H2oba = 4,4’-氧双二苯甲酸）;2.在溶剂热条件下,选用合理的有机配体和d10金属离子,辅以不同的N-给体共配,合成了3例超分子网络（5-7）。{[Cd（pid）（H2O）]·H2O}n（5）,[Zn（pid）（bpp）（H2O）]n（6）,{[Zn（pid）（2,2’-bipy）（H2O）]·2H2O}n（7）（其中H2pid = N-苯基亚胺二乙酸）;3.采用多功能建筑块和d10金属离子,合成了5例MOFs材料（8-12）。[NaCd（2-EtIMDC）]n （8） , [Cd（2-EtIMDC）2（bix）0.5（H2O）]n （9） ,[Cd2（2-EtIMDC）2（dpe）（H2O）]n （10） , [Cd（2-EtIMDC）（bpp）]n （11） ,{[Zn（2-EtIMDC）（bpp）0.5（H2O）]·H2O}n （12）（其中2-EtIMDC = 2-乙基-4,5-咪唑二羧酸）。以这些晶态材料为研究对象,运用X-射线单晶衍射分析、元素分析、红外光谱、热重分析、荧光光谱、磁性测试等现代分析表征技术,对其结构、拓扑类型和荧光与磁学性能进行了表证研究,在此基础上总结了上述材料的合成规律,归纳了所属网络的拓扑类型,分析了分子间作用力、配体的几何构型、辅助配体等因素对这些晶态材料结构与性能的影响规律,探索了拓扑类型、结构与性能间的内在关系,获得了一些规律结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 引言
• 1.2 现代分析测试技术
• 1.3 金属-有机配合材料的应用
• 1.3.1. 在荧光方面的应用
• 1.3.2 在磁性方面的应用
• 1.4 有机配体的分类
• 1.4.1 含氮有机配体
• 1.4.2 含氧多羧酸类有机配体
• 1.4.3 含硫有机配体
• 1.4.4 氮杂环多羧酸有机配体
• 1.5 选题依据及目的
• 参考文献
• 第二章 Co/Ni/Cu（II）-芳香二酸配合材料的表证及磁学性质
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.2 配合材料的合成
• 2.2.3 晶体结构测定
• 2.3 配合材料的晶体结构
• 2（H₂O）₂]_n（1）的晶体结构'>2.3.1 配合材料[Co（Hoba）₂（H₂O）₂]_n（1）的晶体结构
• n（2）的晶体结构'>2.3.2 配合材料[Co（oba）（bip）]_n（2）的晶体结构
• 2O）_<sub>0.5}_n M=Ni'>2.3.3 配合材料{[M（oba）（btp）]·（H₂O）_<sub>0.5}_nM=Ni
• 2.4 配合材料1-4 的红外性质
• 2.5 配合材料1-4 的热稳定性
• 2.6 配合材料1-4 的磁性
• 2.7 小结
• 参考文献
• 第三章 Cd/Zn（II） –N-苯基亚胺二乙酸 配合材料表证及荧光性能
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 配合材料的合成
• 3.2.3 晶体结构测定
• 3.3 配合材料的晶体结构
• 2O）]·H₂O}_n （5）的晶体结构'>3.3.1 配合材料{[Cd（pid）（H₂O）]·H₂O}_n（5）的晶体结构
• 2O）]_n（6） 的晶体结构'>3.3.2 配合材料[Zn（pid）（bpp）（H₂O）]_n（6） 的晶体结构
• 2O）]·2H₂O}_n （7）的晶体结构'>3.3.3 配合材料{[Zn（pid）（2,2’-bipy）（H₂O）]·2H₂O}_n（7）的晶体结构
• 3.4 配合材料5-7 的红外性质
• 3.5 配合材料5-7 的热稳定性
• 3.6 配合材料5-7 的荧光性质
• 3.7 小结
• 参考文献
• 第四章 Cd/Zn（Ⅱ）–2-乙基-4,5-咪唑二羧酸配合材料表证及荧光性能
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 12 的合成'>4.2.2 配合材料 8¹2 的合成
• 4.2.3 晶体结构测定
• 4.3 配合材料的晶体结构
• n （8） 的晶体结构'>4.3.1 配合材料[NaCd（2-EtIMDC）]_n （8） 的晶体结构
• 2（bix）_0.5H₂O]_n （9） 的晶体结构'>4.3.2 配合材料[Cd（2-EtIMDC）₂（bix）_0.5H₂O]_n （9） 的晶体结构
• 2（dpe）H₂O]_n （10） 的晶体结构'>4.3.3 配合材料[Cd2（2-EtIMDC）₂（dpe）H₂O]_n （10） 的晶体结构
• n （11） 的晶体结构'>4.3.4 配合材料[Cd（2-EtIMDC）（bpp）]_n （11） 的晶体结构
• 4.4 配合材料8-12的红外性质
• 4.5 配合材料8-12 的热稳定性
• 4.6 配合材料8-12的荧光性质
• 4.7 小结
• 参考文献
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 未来工作的设想
• 在读硕士研究生期间发表的学术论文及参与的科研项目
• 致谢