芳基羧酸类金属配合物的合成、晶体结构及性能研究

来源 :广西民族大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wujuan0902
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最近几十年中,芳基羧酸类金属配合物的研究越来越多,主要是因为采用这类配体得到的配合物具有结构多样,功能各异的特点。4-氯苯氧乙酸和均苯三甲酸就是其中的典型配体。4-氯苯氧乙酸具有柔性的乙酸基团,均苯三甲酸具有多个羧基,这些特点都为得到不同结构的配合物提供了可能。为了研究这些芳基羧酸类配体的配位特点以及与金属离子配位得到的配合物的空间结构和其性能,本论文分别采用4-氯苯氧乙酸和均苯三甲酸为主配,以水热法合成了13个结构新颖的芳基羧酸类金属配合物。对这13个配合物进行了元素分析,红外光谱以及X-射线单晶衍射分析,并对其中的部分配合物进行了XRD粉末衍射分析,荧光光谱以及电化学分析。研究结果对此类配合物在荧光及电化学材料领域的应用具有一定的参考价值。对于4-氯苯氧乙酸主配我们合成得到了4个单核配合物([Co(CPOA)2(H2O)4](1),[Cu(CPOA)2(H2O)2](2),[Cd(CPOA)2(H2O)2](3),[Zn(CPOA)2(H2O)2](4)),3个配位聚合物([Pb(CPOA)2(H2O)]n(5),[Pb3(CPOA)5(2,2-bipy)2(NO3)(H2O)]n(6),[Mn(CPOA)2(4,4-bipy)]n(7)),4个多核配合物([Pb4(CPOA)8(2,2-bipy)4](8),[Cd2(CPOA)4(1,10-Phen)2](9),[Mn2(CPOA)4(1,10-Phen)2](10),[Mn3(CPOA)6(2,2-bipy)2](11))。结果表明,配合物1-4都为零维的配合物,通过O-H O和C-H Cl作用拓展形成三维的超分子结构。配合物5中CPOA配体的羧基表现出了两种不同的配位模式,一种是桥联二齿,另一种是螯合桥联四齿。配合物6中配体CPOA有三种配位模式,这些不同模式的配体将Pb连接起来并且沿着a轴扩展形成一个一维链。在配合物7中由于有4,4-联吡啶分子的连接作用,使配合物成为沿着bc平面伸展的二维配位键结合的层结构。配合物8中Pb(II)离子拥有七和八两种不同的配位数,CPOA配体在配合物8中存在三种配位模式,它们将四个Pb离子结合到一起成为一个二聚体。配合物9和10中相邻的苯环和菲啉环间有很多的π-π堆积作用,这些堆积作用将配合物连接成为二维的超分子结构。在配合物11中Mn(II)离子有两种配位数,在11中六个CPOA配体将三个Mn(II)离子连接到一起,再配合上做为稳定结构的两个2,2-联吡啶分子使该结构成为一个二聚体。其中,配合物1,2,3,5,7,8,9都表现出了一定的荧光性质,将来可以作为荧光材料进行研究。配合物2,7,8均具有可逆的氧化还原电对,展现出了一定的电化学性质。对于均苯三甲酸配体我们合成得到的2个Zn(II)、Na(I)和Zn(II)、Cu(II)的杂核配位聚合物:[Na2Zn2(1,3,5-BTC)2(H2O)8]n·3nH2O(12),[Cu2Zn(1,3,5-BTC)2(H2O)10]n(13)。分析结果表明,在配合物12中存在着三个游离的水分子以及八个配位水分子,这些水分子形成的氢键十分丰富,它们将二维层连接成三维的超分子结构。在配合物13中通过1,3,5-BTC配体的连接作用,使配合物呈现出之字形延伸的一维链状结构。这些一维链通过π-π堆积作用以及众多水分子产生的氢键连接成为一个三维的超分子结构。其中,配合物12和13都表现出了荧光性质,由于大量水分子的存在导致它们的荧光发射波长与配体相比都得到了削弱。
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