吡嗪四羧酸稀土配位聚合物的合成、结构及性质研究.pdf

南昌大学
硕士学位论文
吡嗪四羧酸稀土配位聚合物的合成、结构及性质研究
姓名:黄祥雷
申请学位级别:硕士
专业:无机化学
指导教师:蔡琥
20100601
一¨觥馢鯥¨■¨鯥●觥觥А鯦¨■■¨■■¨¨『■————————■煳嬲摘要两种配位方式,其中九配位的苯佑脒拎核聂人崤湮唬伺湮坏腄/蛴配位聚合物是有机配体与金属离子蚪鹗舸通过超分子自组装方式形成的以配位键结合而成的聚合物。其结构新颖,性质独特,在诸如分子识别、催化、吸附等领域有良好的应用前景。吡嗪四羧酸是含有的多齿有机配体,具有丰富多样的配位方式,易于形成结构新颖的配合物;稀土金属能提供较多的空轨道,其配合物多具有独特的荧光和磁性质。本文选取吡嗪四羧酸与稀土***盐酸镝、***铕、***铽、***钆直鹜ü确ê腿芗粱臃⒎,元素分析、红外光谱、热重分析、荧光分析等技术手段对所得产品进行表征。主要工作如下:苑脏何T希铣闪诉拎核聂人帷赃拎核聂人嵛E涮澹跛犸帷⑾跛犸ā⑾跛犷鹞V行脑樱捎盟群成法得到了配位聚合物。。其晶胞参数为:琤琧.,丫8门浜衔镏校珼芯排湮缓桶伺湮羧基、羟基和水形成金属一氧原子簇合物,最后通过羧基的桥式三齿配位方式将两部分结构连接在一起。经,仁侄伪碚鳎浜衔和肱浜物邢嗨频慕峁狗绞健酝呐涮逶谑椅孪路直鹩胂跛犷稹⑾跛犸ā⑾跛犷藕铣沙雠湮痪酆衔。对其结构的相关性与热稳定性、荧光等性质的研究表明:配合物和哂邢嗨频慕峁梗浜衔结构与之不同。三者都有较好的热稳定性,但是荧光性能则差别较大。关键词:配位聚合物;吡嗪四羧酸;稀土金属●●■■·●‘ぁ■■●■馡■觥·。■‘。!!!!!!!!!!R
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枯磺O小创哥檬鹩墒斗固一叫一◎第虑把配位聚合物概述自年⒈淼谝黄S泄嘏湮换Ю砺鄣穆畚闹两瘢湮换б丫走过了一百多年的历史。随着科学技术的发展,现代配位化学无论在深度还是广度上都较经典配位化学发生了巨大的变化,并且在生产应用上发挥着巨大的作用。新型配合物的设计、合成与应用使配位化学的各个领域相继发展成各有侧重的理论配位化学、生物无机化学、原子簇配位化学、配位催化、超分子化学等分支学科‘¨。.靖拍“配位聚合物”的概念最早是年提出的【,它是指有机配体与金属离子主要以配位键方式结合而形成的~维或多维高度规整的无限网络结构的配合物。配位聚合物是将晶体工程学的概念引入到超分子结构的设计中而延伸出来的一个分支,其研究是从配位化学发展起来的。由于配位聚合物中既有共价键、配位键又可能包含分子间弱的相互作用力,如氢键、.堆积等,因此配位聚合物的发展丰富了超分子化学的内容。在配位聚合物中,金属离子通过配位键将配体分子连接在一起并使它们的排列具有较为明确的指向性。这样就可以使具有一定特定功能和结构的有机配体与金属离子按照预先设想的方式排列起来,从而获得具有预期结构和功能的新化合物【】。.湮痪酆衔锏姆⑾钟敕⒄年,发表了有关配位聚合物的第一篇论文N恼卤ǖ懒送ü俊和’,保”.杌交淄樵谙趸淄橹蟹从铣沙龅谝桓配位聚合物,结构如图。在该聚合物中每个胱佑胨母雠涮迮湮唬个配体又同四个胱蛹希纬闪巳唇峁梗珻τ谒拿嫣骞剐汀图首次报道的配位聚合物
.湮痪酆衔锇唇峁狗掷丫褰峁拱凑胀仄搜У脑砑蚧梢幌盗芯哂屑负喂剐偷慕诘悖些接点互相连接形成具有一定拓扑结构的化合物【。将墓ぷ魍乒到金属一有机化合物和配位聚合物中,首先将拓扑学原理用于金属一有机配位聚合物的研究【。一般来讲,配位聚合物溶解度很小,这对此类物质晶体的制备一度造成很大的困难。随着合成、表征技术的提高,较好地克服了各方面的困难,促进了该领域研究的迅速发展。相对于单核或多核配合物,配位聚合物具有较高的热稳定性和骨架结构多样性的特点。由于结合了有机配体和金属离子两者的特点,也使得其比纯有机超分子材料和无机材料表现出更独特的物理化学性质,从而具有结构研究的理论意义和潜在的应用价值。配位聚合物的研究现己成为配位化学、结构化学、材料科学和超分子化学研究中的热点和前沿领域,许多具有光学、电学、磁性、超导和信息存储等特殊功能的配位聚合物己见诸报道:。图所示为与吡唑形成的三维孔洞网状化厶物】.。该化合物结构中包含鯪扛鯪配位结构,通过羟基或水分子的桥联与吡唑配位,形成一个多孔的拓扑结构。由于其特定的中空结构,使该物质有望成为理想的分子吸附材料。实验结果表明,其对的确有良好的吸附性能,:一维的链状【婚欢姆叫胃褡印层状结构等【蝗耐缱础⒋兴淼赖耐缃峁埂⒕哂形⒖椎耐缃峁沟构】。图给出了典型的几种相关结构‘图州·模籪唇峁第虑把
主蛾;一二乏冬垂害