基于唑类羧酸配体构筑的配位聚合物的合成、结构及性能研究

摘要

近年来，金属-有机配位聚合物(MOFs)由于在吸附，磁性，荧光，催化，离子交换方面具有潜在的应用价值，而受到人们的关注。本文通过合成对位吡啶基取代的1-(吡啶-4-甲基)-1H-1,2,4-三氮唑-3-羧酸锂，邻位吡啶基取代的1-(吡啶-2-甲基)-1H-1,2,4-三氮唑-3-羧酸锂，和咪唑乙酸配体通过水热/溶剂热的方法，成功制备了26个结构新颖的配位聚合物，并对配位特点、合成方法、结构以及性能进行了研究。
　　论文主要包括以下两个部分：
　　一、通过金属 Cd(II)与配体自组装得到了十三个 Cd的配位聚合物{[Cd(ppmtc)2]·(CH3OH)·2H2O}n(1)，{Cd1.5(ppmtc)2(NO3)]·H2O}n(2)，[Cd2(ppmtc)2(μ2-SO4)(H2O)]n·1.25H2O}n(3)，{[Cd3(ppmtc)3]·(HSO4)(SO4)·(H2O)]·(CH3OH)}n(4)，[Cd(ppmtc)(NO2)(CH3OH)]n(5)，{[Cd2(ppmtc)3(NO2)]·(CH3OH)·2H2O}n(6)，[Cd(ppmtc)(SCN)]n(7)，[Cd2(ppmtc)2(SCN)2]n(8)，[Cd3(ppmtc)4(SCN)2]n(9)，{[Cd1.5(ppmtc)2(N3)]·H2O}n(10)，{[Cd(ppmtc)2(Cl)2(H2O)2]·4H2O}n(11)，{[Cd(ppmtc)(Br)(H2O)]·CH3OH}n(12)，{[Cd(ppmtc)(I)(H2O)]·CH3OH}n(13)。对于以往的文献报道中，与金属盐和含氮中性配体，阴离子的配合物研究较多，但对阴离子配体来说是比较少见的，而且我们的同一阴离子性配体的聚合物中，一系列常见的无机阴离子NO3-，SO42-，NO2-，SCN-，N3-，Cl-，Br-，I-等均参与配位，这在报道的文献中也是相当少见的，这对阴离子配位化学中配体的选择，阴离子配位方式的研究都是很有意义的。
　　二、通过金属 Pb(II)与配体自组装得到了六个 Pb(II)的配位聚合物[Pb(ppmtc)(Ac)]n(14)，{[Pb(ppmtc)2·(H2O)2]·H2O}n(15)，[Pb(ppmtc)(μ2-Cl)]n(16)，[Pb(ppmtc)(I)(H2O)]n(17)，[Pb3(ppmtc)3(H2O)3]·(H2O)·2(CH3OH)](18)，{[Pb(ppmtc)Br}(19)。金属 Co(II)与配体自组装得到四个钴的配合物；{[Co(ppmtc)2]2H2O}(20)，{[Co(ppmtc)2] H2O}n(21)，{[Co(ppmtc)2]·2H2O}n(22)。金属Zn(II)的配合物[Zn(ppmtc)2]·2H2O}n(23)和{[Zn(ppmtc)2]·0.5H2O}n(24)，一个镍的配合物{[Ni(ppmtc)2]·2H2O}n(25)；通过咪唑乙酸配体(Hima)得到了二维聚合物[Cu2(ima)(SO4)(H2O)(OH)]n(26)。通过元素分析、红外光谱以及X-射线单晶衍射得到了这二十六个配位聚合物的分子结构，并根据反应条件与反应产物之间的关系，对金属离子、模板剂、温度、溶剂的不同对配合物结构所造成的影响进行了分析。
　　三、根据阴离子与金属离子的配位，对阴离子的配位能力，以及阴离子的配位模式进行分析。采用X-射线粉末衍射验证了部分配合物的纯度，并对部分配合物进行了荧光光谱、热分析等进一步测试和分析。