基于2-四氮唑-1,4-苯二甲酸配体构筑的配位聚合物及性质研究

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配位聚合物(CPs)是指一种以有机配体连接金属离子或簇,形成的具有一维、二维或三维无限网络的结晶材料。其中,金属有机骨架(MOFs)是一类新型混合多孔材料。MOFs由于具有高比表面积、丰富的孔隙结构、可调节的形貌和多功能性,已被视为众多新兴应用的重要候选材料,例如储气、传感、储能、吸附和催化等诸多领域。本文选用刚性2-四氮唑-1,4-苯二甲酸(H2L)有机配体和辅助配体1,10-邻菲罗啉在溶剂热反应条件下,分别与稀土金属离子和过渡金属离子反应生成6种配位聚合物。在进行基础表征之后,我们对其相关的性能进行了探究。论文的研究内容主要分为以下四章:第一章:对配位聚合物进行了简要介绍。介绍了配合物的结构设计、构筑方法及其特点,对其主要应用进行了阐述。该章节还对论文的选题和研究进展进行了说明。第二章:基于上述配体H2L和Ln(III)离子为原料,合成了一系列新型一维同构镧系金属有机框架(Ln-MOFs){[Ln(L)(H2O)5]·2H2O}n(Ln=Tb(1),Dy(2),Eu(3)和EuxTb1-x)。值得注意的是,不同比例的Eu(III)和Tb(III)可以组合成相同的Ln-MOFs,从而形成了一系列新的双金属掺杂的MOFs EuxTb1-x。这些配合物在同样的激发波长下,产生了Eu(III)和Tb(III)的双发射峰,掺杂材料实现了从黄绿色、黄色、到橙色,再到红色的变化。研究表明,1是一种很好的可重复使用的发光探针,适用于在水溶液中检测二甲咪唑(DMZ)、甲硝唑(MDZ)或四环素水合物(TET),对它们的检测极限分别可达到41.90、86.48和20.30 ppm。另外,磁测量结果还显示,2具有缓慢的磁弛豫特性。第三章:基于上述配体H2L和Cu(II)离子为原料,通过溶剂热法合成一例三维网状框架配合物[Cu(L)]n(4),在相似条件下引入辅配1,10-邻菲罗啉合成一例一维链状配合物{[Cu(L)(phen)]·H2O}n(5)。系统研究了4对CO2环加成反应的催化性能,显示出很高的催化效率,最高地对环氧溴丙烷可达到96.30%。另外,磁性研究表明,4还表现出一般的反铁磁相互作用。第四章:主要研究了配体H2L和Zn(II)离子构筑了一例新的三维网状多孔材料{[Zn2(L)(OH)(H2O)]·H2O}n(6)。6展现出良好的荧光性能,同时,我们对其染料吸附性能进行了详细研究。实验表明,6对刚果红(CR)表现出明显的选择吸附,平衡时Qeq值可达到8.211 mg/g。
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