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在过去的十几年里,金属有机配位聚合物材料(又名金属有机框架材料,Metal Organic Framework Materials,简写为MOFs)因其丰富的、新颖的拓扑结构,可控的孔道和更高的比表面积以及易功能化等特性,在气体存储、选择性吸附与分离、光学、磁学、手性拆分及催化等领域具有潜在的应用前景。本论文根据晶体工程学原理,从金属有机配位聚合物的功能性出发,主要研究其合成条件、对反应的影响因素(温度、溶剂、pH值等)、结构及其性质,旨在探究金属有机配位聚合物的多样化结构,考察不同构型的有机配体和不同配位方式的金属中心对结构的调控作用,总结其规律,以逐步实现对金属有机配位聚合物材料的半定向和定向合成。本课题选择稀土金属离子和过渡金属离子为模板,以有机多酸为构件,含氮杂环配体为辅助配体,组装出具有新颖结构的金属有机配位聚合物,利用X-ray单晶衍射测定其晶体结构,然后采用元素分析、红外光谱和粉末衍射等对配合物进行了结构表征,用热分析方法讨论了配合物的热稳定性,研究了其发光性质,并系统地研究了邻苯二甲酸及其衍生物在配合物上的吸附行为。主要的研究成果如下:(一)选用2,2′-二甲基-4,4′-联苯二甲酸和4,4′-联吡啶或咪唑作为混合配体,再分别与金属锌和钴离子配位,采用水热法合成了两个新型的金属有机配位聚合物(1)([Co(DMBDA)(bpy)]n,H2DMBDA=2,2’-di-methylbiphenyl-4,4’-dicarboxylic acid,bpy=4,4’-bipyridine)和(2)([Zn(DMBDA)(Im)]n,Im=imidazole)。配合物1表现出一个新的具有{44·610·8}{4·4·62}Schl?fli符号的(4,6)-连接网状结构;而配合物2则呈现出一个4-连接的NbO型拓扑学结构。这两个配合物是基于2,2′-二甲基-4,4′-联苯二甲酸构筑的比较少见的配位聚合物,并在室温下研究了这两个新颖配位聚合物的固态发光性质。(二)基于5-(4-(1H-咪唑基)-1-苯基)-1H-四氮唑(HIPT=5-(4-(1Himidazol-1-yl)phenyl)-1H-tetrazolate)和2-丙基咪唑-4,5-二甲酸(H3PrIDC)作为混合配体,然后与金属锌离子在水热条件下构筑了一个新型的混配配位聚合物(3)([Zn2(IPT)(PrIDC)(H2O)]n,H3Pr IDC=2-propyl-1H-imidazole-4,5-dicarboxylic acid)。配合物3表现出一个具有新的(4·8·10)(8·122)Schl?fli符号的3-连接拓扑学结构的3D骨架结构,在其结构中3-连接IPT-离子将金属锌与羧基形成的链桥连成1D链。随后研究了其热稳定性和在室温下的固态荧光发射性质。(三)选择5-(4-(1H-咪唑基)-1-苯基)-1H-四氮唑(HIPT=5-(4-(1Himidazol-1-yl)phenyl)-1H-tetrazolate)和2-巯基苯甲酸作为混合配体,采用原位合成法与金属锌离子配位得到了一个混配金属有机配位聚合物(4)([Zn2(IPT)(DSDB)(OH)]n,H2DSDB=2,2′-disulfanediyldibenzoic acid)。配合物4展现一个新的复杂的4-节点{3·4·6·7·8·9}{3·6·7·8·9·10}{3·8·9}{4·6·8}型的拓扑学结构。然后研究了配合物4的热稳定性和发光性质,结果表明配合物4在室温下具有较强的固态荧光发射。(四)采用水热法合成了两个镧系配位聚合物(5)([Er2·(5-HIPA)4·(2,2’-bipy)2]·3H2O)和(6)([Sm·(5-HIPA)3·(4,4’-bipy)3·(H2O)2]·3H2O)。晶体结构显示二者均为三斜晶系P-1空间群,配合物5展现出一个含有平行六面体形状的2D配位网状结构,其中空隙内部被2,2’-联吡啶分子所占据。而配合物6则表现出一个1D线性链结构,这个1D线性链是由不同的4,4’-联吡啶分子连接组成的一个复杂的3D超分子骨架结构。随后随后研究了其热稳定性和在室温下的固态荧光发射性质,研究结果表明二者均具有良好的荧光特性。(五)将上述得到的金属有机配位聚合物分别用作去除水体环境中的邻苯二甲酸(H2PA)和邻苯二甲酸二乙酯(DEP)的研究中。研究结果表明:配合物2和5比传统的商业的活性碳吸附材料表现出相对良好的吸附性能。由于吸附剂的表面积和孔体积对邻苯二甲酸的吸附没有表现出不利的影响,特别是配合物5表现出对邻苯二甲酸较为优良的吸附性能,因其与邻苯二甲酸之间具有特定的静电作用。除此之外,酸-碱的相互作用也是对邻苯二甲酸吸附的有利因素,而羟基化的金属有机配位聚合物使得配合物5在p H=3.5条件下对H2PA的吸附更有利。同时,我们还研究了配合物2和5的再生利用。然而研究发现对邻苯二甲酸二乙酯的吸附却表现出较小的吸附量。