基于吡啶二羧酸的Cu及Cu-Ln高维金属有机框架配位聚合物的构筑和性能研究

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吡啶二羧酸类配体中给体基团的氮、氧等原子有较强的给电子能力,在配位化学和超分子化学常被用做有机配体的配位点。由于它的配位能力强、配位方式灵活,因此由这类配体合理设计和构筑配位聚合物逐渐成为当前配位化学领域的研究热点。本文主要以吡啶-2,3-二羧酸和吡啶-3,4-二羧酸为配体,和过渡金属或稀土金属进行组装,共得到14个金属有机配合物。通过对配合物结构与性质的研究,为功能配合物的设计合成提供了一些新的方法和思路。本文共分五章。   第一章介绍了配位聚合物的基本概念、研究进展,重点介绍吡啶羧酸配合物的研究现状,同时对本论文选题意义做了概述。   第二章以吡啶-2,3-二羧酸为配体,与碘化亚铜和稀土氧化物在水热的条件下反应,得到2个金属铜配合物,[Cu(pydc)2·2H2O]·2H2O(1),[Cu(na)2](2)。高温下,吡啶-2,3-二羧酸脱羧变为吡啶-,3-甲酸。以吡啶-3,4-二羧酸为配体,与碘化亚铜和稀土氧化物在水热的条件下反应,得到两个金属铜的配合物,[Cu(pydc)2·2H2O](3),[Cu4(3,4-pydc)4·4H2O](4)通过X射线单晶衍射确定了它们的结构。这四种配合物都是高维框架的结构,分析了它们的结构特点,并讨论了温度对体系的影响。   第三章以吡啶-2,3-二羧酸为配体,与碘化亚铜和稀土氧化物在水热的条件下反应,通过改变反应温度,成功得到3个二维的Cu-Ln金属配合物,[Sm2Cu3(pydc)6·6H2O]·8H2O(5),[Gd2Cu3(pydc)6·9H2O]·8H2O(6),[Yb2Cu3(pydc)6·6H2O]·4H2O(7)。配体提供更丰富的配位模式来构筑更复杂的配合物。讨论了温度和金属配位环境及配体多样的配位模式对该体系构筑配合物结构的影响。   第四章以吡啶-2,3-二羧酸为配体,与碘化亚铜和稀土氧化物在溶剂热的条件下反应,通过改变反应物的溶剂,得到3个具有三维金属框架结构的一维或二维通道的的多孔配合物:[Sm2Cu3(pydc)6·6H2O]·5H2O](8),[Gd2Cu3(pydc)4·5H2O]n(9),[Yb2Cu3(pydc)6·6H2O]-6H2O(10)。并以吡啶-3,4-二羧酸为配体,与碘化亚铜和稀土氧化物在溶剂热的条件下反应,也得到3个具有三维金属框架结构的一维或二维通道的的多孔配合物.[GdCu2(pydc)4·6H2O]H2O(11),[Gd2Cu3(pydc)6·8H2O]·6H2O(12),[YbCu2(pydc)4·6H2O]·4H2O(13),[Yb2Cu2·10(pydc)5·6H2O](14)。在该体系中,通过运用DMF和DMSO等混合溶剂,成功合成了新颖的三维Cu-Ln杂核孔洞结构,考察了反应体系溶剂和温度对所得配合物网络结构的影响。并对配合物11的氮气和氢气吸附性能进行了研究。   第五章对本论文工作进行了较全面地总结,归纳得到了结论,提出了展望。
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