过渡金属膦酸盐功能材料的设计合成、结构表征及性能研究

摘要

本论文利用水热合成技术，以2-羟基乙酰基膦酸(H2O3PCH(OH)CO2H)，4-氨甲基苯甲酸单膦酸(4-HOOCC6H4CH2NHCH2PO3H2)，1-羟基亚乙基二膦酸(H4hedp)为配体，合成了7种过渡金属膦酸盐配位聚合物材料。利用X-射线单晶衍射、X-射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(IR)和热重分析(TGA)等测试手段对化合物的晶体结构以及骨架稳定性。利用荧光光谱对化合物1和4的发光性能进行了研究，并进一步对化合物4在烷基醇中的分子识别性能进行了深入研究。对化合物3的脱水/吸水性能进行了研究。利用表面光电压和场诱导表面光电压技术，对化合物2，3，5，6和7的表面光电性能进行了研究。这7种化合物的分子式如下: (1)[pzH2]0.5[Cd(HO3PCH(OH)CO2)Cl]·2H2O (2)[Mn(HO3PCH(OH)CO2)]·H2O (3) Co[O3PCH2NH2CH2C6H4COO]·H2O (4) Cd3[(O3PCH2NCH2C6H4COO)2(H2O)3] (5) Mn[O3PCH2NH2CH2C6H4COO] (6) Fe[O3PCH2NH2CH2C6H4COO] (7)[{Cu(2,2'-bipy)(H2O)}(Mo0.5O)(H2hedp)]·6H2O 在以上所合成的化合物中，以2-羟基乙酰基膦酸(H2O3PCH(OH)CO2H)为配体，通过引入模板剂法合成了具有二维层状结构的化合物1，利用直接反应法合成了具有三维网状结构的化合物2。化合物3-6是以4-氨甲基苯甲酸单膦酸(4-HOOCC6H4CH2NHCH2PO3H2)为配体，利用直接反应法合成的具有三维柱层结构的过渡金属膦酸盐材料，而化合物7则是以1-羟基亚乙基二膦酸(H4hedp)为配体，通过引入三氧化钼和第二配体（2，2'-联吡啶）合成的双配体金属氧簇-膦酸盐材料，该化合物通过π-π堆积作用形成了一维超分子结构。 热重分析表明，化合物1-6具有较好的热稳定性。通过荧光测试可以发现，化合物1和4具有较好的蓝光发光性能。对化合物4的分子识别性能进行了深入研究发现，化合物4-甲醇、化合物4-乙醇和化合物4-丙醇的悬浊液的荧光强度随醇溶剂含量的增加而增强。随着丁醇的逐渐加入，化合物4-丁醇悬浊液荧光强度逐渐减弱，而随着戊醇溶剂的逐渐加入，化合物4-戊醇悬浊液荧光强度没有明显的变化。这种规律性的变化表明，化合物4对碳链较短的烷基醇分子具有荧光响应作用。我们组首次对金属膦酸盐材料的分子识别性能进行研究，尚有许多科学问题有待进一步研究和探索。经脱水、吸水性能研究表明，化合物3具有良好的脱水/吸水性能。经表面光电测试和场诱导表面光电压测试表明，化合物2，3，5，6和7展现了较好的p型半导体的特征。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 金属膦酸盐配位聚合物概述

1．2 国内外研究现状

1．2．1 直接反应法

1．2．2 引入第二配体法

1．2．3 引入模板剂法

1．3 课题的提出

第二章 实验总述

2．1 试剂与原料

2．2 仪器与测试

第三章 2-羟基乙酰基膦酸金属配位聚合物的合成、结构和性质研究

引言

3．1 层状[pzH2]0．5[Cd(HO3PCH(OH)CO2)Cl]·2H2O的合成、结构和性质研究

3．1．1 实验部分

3．1．2 结果与讨论

3．2 三维骨架[Mn(HO3PCH(OH)CO2)]·H2O的合成、结构表征和性质研究

3．2．1 实验部分

3．2．2 结果与讨论

第四章 4-氨甲基苯甲酸单膦酸金属聚合物的合成、结构和性质研究

4．1 Co[O3PCH2NH2CH2C6H4COO]·H2O的合成、结构表征和性质研究

4．1．1 实验部分

4．1．2 结果与讨论

4．2 Cd3[(O3PCH2NCH2C6H4COO)2(H2O)3]的合成、结构表征和性质研究

4．2．1 实验部分

4．2．2 结果与讨论

4．3 Mn[O3PCH2NH2CH2C6H4COO]的合成、结构表征和性质研究

4．3．1 实验部分

4．3．2 结果与讨论

4．4 Fe[O3PCH2NH2CH2C6H4COO]的合成、结构表征和性质研究

4．4．1 实验部分

4．4．2 结果与讨论

第五章 1-羟基亚乙基二膦酸金属配位聚合物的合成、结构和性质研究

引言

5．1 [{Cu(2，2’-bipy)(H2O)}(Mo0．5O)(H2hedp)]·6H2O的合成、结构和性质研究

5．1．1 实验部分

5．1．2 结果与讨论

结论与展望

本文的主要结论

展望

参考文献

研究生期间发表论文

致谢