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由于配位聚合物的结构多样及其在发光、催化和吸附分离等材料研究有着潜在的应用,配位聚合物的超分子组装、结构及性能成为当前超分子化学和晶体工程的前沿领域之一。本论文选择对乙酰胺基苯甲酸(HABA)和喹啉—8—氧乙酸(HQOA)为主要配体,辅以第二配体与金属离子组装得到多种结构新颖的配位聚合物,并采用元素分析、红外光谱、X—射线晶体结构分析、荧光光谱和热重分析等手段对其进行结构及性能研究。
1.对配位聚合物的研究现状进行详细综述:详细讨论影响配位聚合物的结构和性能的主要因素;
2.从对乙酰胺基苯甲酸和喹啉—8—氧乙酸出发,采用溶剂扩散法得到三种超分子化合物或加合物晶体1~3。研究表明氢键和π…π堆积作用在超分子结构构筑中起到至关重要的作用;
3.对乙酰胺基苯甲酸(HABA)与稀土硝酸盐及辅助配体(邻菲哕啉,4,4’—BPY,2,2’—BPY)组装得到14个新的配位聚合物4~17。结构分析结果表明它们属于4种不同类型的结构。在配合物4~6中,配体ABA将相邻配位单元连接形成了一维链状结构;在7~12中,由于辅助配体邻菲哕啉参与中心离子的配位,7~9表现为单核结构而10~12为双核结构,造成两类配合物的结构差异的原因可解释为镧系收缩效应;配合物17的结构与10~12类似;配合物13~16则表现为一维无限链状结构,未参与配位的4,4’—BPY分子通过氢键作用稳定在相邻链的空隙中;
4.由喹啉—8—氧乙酸与金属离子反应构筑了7类不同结构的配合物13种(18~30)。18~20为一维zigzag链状结构,21为单核配合物;在22~25中,由于草酸根的连接方式不同导致其表现出2种结构类型,22~23形成一维的Zig—Zag链状结构,而配合物24~25则表现为一维折叠链状结构;加入对苯二甲酸在不同温度下形成2种类型的配合物26~29,配合物26表现为二维(2,4)—连接—平面层状结构,配合物27~29则为8连接—三维网络结构;30为双核结构。氢键和芳环π…π堆积作用使它们进一步组装形成超分子网络。
5.对配合物4~30进行总结和讨论,从配体结构、配位模式、合成条件和辅助配体等探讨影响配合物结构及性能的因素。