基于氮氧化配体功能配位聚合物的制备、性能及其复合材料的研究

摘要

本篇论文选取烟酸氮氧化物（Hnno）和异烟酸氮氧化物（Hino）两例含氮氧基团的化合物作为主配体。与过渡金属盐和稀土盐通过溶剂热的方法合成了二十一例结构可控的配位聚合物。通过单晶X-射线衍射仪（SXRD）、粉末X-射线衍射仪（PXRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TGA）、元素分析仪（EA）、超导量子干涉磁测量系统、紫外可见分光光度计和荧光磷光热释光谱仪对配位聚合物的基本结构及性能进行了测试。本论文的主要工作如下： 选用Hnno和Hino与三例吡啶类配体（2,2'-联吡啶(2-bpy)、邻菲罗啉(phen)、2,2'-二吡啶胺(N3)）合成出了五例铜配位聚合物：{[Cu(ino)(2-bpy)Cl]·2H2O}n(1)、[Cu(ino)(phen)Cl]2·4H2O(2)、[Cu(ino)(N3)(DMF)]·NO3(3)、[Cu(ino)(phen)Cl]·CH3OH(4)和[Cu2(nno)4(2-bpy)2]·2.5CH3CN(5)。其中，配位聚合物1和4是一维链状结构，而配位聚合物2、3和5是零维环状结构。对五例配位聚合物进行抗氧化活性的测试，结果发现，配位聚合物2的IC50值低至0.13μM，可作为SOD模拟物的良好候选者。 将Hnno和Hino与过渡金属铜盐、锰盐合成出了四例过渡金属配位聚合物：[Cu3(nno)4(OH)2(H2O)2]n(6)、[Cu(OH)(ino)]n(7)、{[Cu(OCH3)(ino)]}n(8)和[Mn(ino)2·(CH3OH)]n(9)。配位聚合物6和7的结构分别为一维链和二维层，而配位聚合物8和9为三维结构。对配位聚合物6、7、8和9进行了磁性分析，结果发现，配位聚合物8和9的中心离子之间存在着反铁磁相互作用，而配位聚合物6和7的Cu2+之间存在着弱的铁磁相互作用。 使用两种主配体Hnno和Hino同稀土金属盐合成出了十二例稀土配位聚合物：{[Ln(nno)2(NO3)]·0.5H2O}n(Ln=La(10),Ce(11),Pr(12))，{[Pr(nno)2(NO3)DMF]}n(13)，{[Ln(nno)2Cl(DMF)]·0.5H2O}n(Ln=Ce(14),La(15),Pr(16),Nd(17),Eu(18))，{[Ho(nno)2Cl]·1.5CH3CN}n(19)，{[Ho(nno)2NO3]·CH3OH}n(20)，{[Eu(ino)2Cl(H2O)2]·2H2O}n(21)。配位聚合物10、11和12是具有沿着c轴的一维孔的三维结构。通过调整溶剂和选择不同阴离子的稀土盐，构筑了13-20这八种结构相似的配位聚合物。对配位聚合物18和21进行了荧光探针的研究，两例配位聚合物对硝基苯和Fe3+都展现出了良好的识别性（荧光猝灭）。分析得到配位聚合物18的Fe3+检测限为0.39μM，低的检测限说明配位聚合物18是识别Fe3+的良好分析物；而Pb2+对配位聚合物21有着荧光增强的效应。将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和配位聚合物18通过静电纺丝技术成功制得了具有发光特性的纤维膜，当配位聚合物18的负载量为15%时，纤维膜的发光效果最好。

目录

1 绪论

1.1配位聚合物的简介

1.2配位聚合物的分类

1.3配位聚合物的应用

1.4本课题选题的目的和意义

2 Hino与金属铜离子构筑的配合物的研究

2.1 实验部分

2.2 配位聚合物1-5的晶体学数据

2.3 晶体结构分析

2.4 配位聚合物1-5的基本性质与表征

2.5 小结

3 Hino、Hnno与Cu、Mn构筑的配合物的磁性研究

3.1 实验部分

3.2 配合物的晶体学数据

3.3 晶体结构分析

3.4 配位聚合物6-9的基本性质与表征

3.5 小结

4 Hnno、Hino与稀土构筑的配合物的荧光研究

4.1 实验部分

4.2 配合物的晶体学数据

4.3 晶体结构分析

4.4 配位聚合物10-21的基本性质与表征

4.5 配位聚合物18、21作为荧光探针的研究

4.6 配位聚合物18与PVP复合材料的研究

4.7 小结

5 结论与展望

致谢

参考文献

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