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近年来,随着高新技术日新月异的变化,材料科学成为当代化学研究的热门领域之一,器件小型化使得多功能材料更是呈现出迅猛的发展势头。其中,金属-有机骨架化合物由于其结构多样,在荧光材料、离子交换、光电材料、气体吸附、催化等领域都有着广泛的应用。本论文用吡啶基咪唑类衍生物以及联三吡啶羧酸作为配体,或以柔性的二羧酸作为辅助配体,与金属盐通过水热法和自然挥发法得到了14个新颖的配合物。通过X-射线单晶衍射仪确定其晶体结构,同时用元素分析,红外光谱,紫外可见光谱以及荧光光谱对它们进行了表征,进一步用热重分析研究了配合物的热稳定性能,对孔洞结构化合物进行了比表面积和孔径分布分析,开发其在催化领域的潜在应用性。 本文的研究成果主要分为以下五个部分: 1.绪论部分简单介绍金属有机骨架化合物的概念、研究方向、发展前景以及应用前景。 2.以2-(2'-吡啶基)咪唑或2-(2'-吡啶基)苯并咪唑为配体,通过水热法和自然挥发法自组装出三个空间堆积结构不同的单分子配合物。配合物[Cu(PyIm)Cl]·(H2O)1(PyIm=2-(2'-吡啶基)咪唑),晶体结构属于正交晶系,Pnna空间群,通过分子间氢键堆积形成三维的超分子结构。配合物[Ni(PBIm)Cl]·(H2O)2(PBIm=2-(2'-吡啶基)苯并咪唑)的晶体结构属于单斜晶系,C2/c空间群,通过氢键形成二维的层状结构。双核镍配合物[Ni2(PBIm)2Cl2(CH3CH2O)2]3的晶体结构是属于单斜晶系,P21/c空间群,分子间氢键作用堆积形成一维的链状结构。并对其荧光性质和热性能进行了分析。 3.2-(1H-苯并咪唑基)-4-澳苯酚为配体,与过渡金属盐自组装成4个新颖的配合物[Co(C13H8BrN2O)2]4、[Ni(C13H8BrN2O)2]5、[Co(C13H8BrN2O)2]·2(CH3OH)6和[Zn(C13H8BrN2O)2]·DMF·3H2O7。配合物4的晶体结构属于单斜晶系,P21/c空间群,4能通过氢键作用堆积成三维的超分子结构的单分子配合物。5的晶体结构属于单斜晶系,P21/c空间群,5能通过氢键作用堆积成二维结构的单分子配合物。配合物6和7的晶体结构都属于三斜晶系,Pi空间群,分子间氢键作用使得6堆积成一维的链状结构,7堆积成的二维的层状结构。并对其荧光性质和热性能进行了分析。 4.水热条件下,以4-(羧酸)-2,2':6',2''-联三吡啶(HL)作为配体,引入柔性的羧酸对苯二甲酸(p-bdc)作为辅助配体,自组装出4个空间结构不同的配合物[Ni(L)2]·H2O8、[Cu(L)(ClO4)]n9、[Cu(L)(p-bdc)]10、{[Cu2(L)2(p-bdc)]·2(H2O)}n11。配合物8是单分子结构,属于正交晶系,I-42d空间群,配合物8在氢键的堆积作用下形成二维的层状结构。配合物9属于单斜晶系,P21/c空间群,9是配体与金属离子自组装成的一维链结构,链和链间通过氢键的作用堆积成二维层状结构。10是单分子结构,属于三斜晶系,Pi空间群,通过氢键堆积成3D的网状结构。11是一维的链状结构,属于三斜晶系,Pi空间群,通过氢键堆积成3D的网状结构。并对这四种配合物的热稳定性进行研究,同时研究了配合物9和11的物理吸附性能以及孔径分布信息。 5.以4-(羧酸)-2,2':6',2''-三联吡啶(HL)作为配体,引入柔性的羧酸邻苯二甲酸(o-bdc),己二酸(adip)和均苯三甲酸(trim)作为辅助配体成功自组装出3个配合物,{[Mn(L)(o-bdc)]·H2O}n12、{[Mn(L)(adip)]·H2O}n13、[Mn(L)(trim)(H2O)]n14。通过X-ray单晶衍射测定了其晶体结构。配合物12是二维的层状结构,层与层之间通过π…π堆积形成三维的空间结构。13和14是一维的链状结构,通过链间的氢键作用形成二维层状结构。并对其热性能和物理吸附性能进行了研究。