基于氮唑和二羧酸配体构筑的金属—有机骨架材料的合成、结构和性能研究

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在过去的二十年中,作为一类新颖的高度有序的多孔材料,金属-有机骨架材料(MOFs)已经引起了科学家们的广泛关注。凭借其超高的孔隙率,孔道尺寸可调节以及功能基团易于修饰,使它们在气体存储或分离,传感,催化,荧光和药物运输等领域具有巨大的潜在应用价值。随着合成化学的发展,大量具有独特结构和迷人的拓扑网络的MOF材料被成功合成,这为实现定向设计与合成具有特定结构和功能的MOFs奠定了基础。同时,随着结构研究的不断深入,开发MOF材料的多样性的功能已逐渐成为该领域的研究热点。因此,合理的设计与合成具有迷人的结构和预期功能的MOFs在开发新型功能材料方面是有重大意义的。本文中,我们选择氮唑作为多齿含氮配体,二羧酸配体作为混配体,在溶剂热条件下构筑新颖的MOF材料。参照已有文献报道,我们合成了一个3D的具有四重互穿结构的金属-有机骨架化合物[Zn5(btz)6(bdc)2(H2O)2]·7DMA(1)。化合物1不仅展示了很高的CO2吸附量,数值比得上很多经典的MOFs材料,而且能够有效地封装Alq3(8-羟基喹啉铝)发色团,通过改变Alq3溶液的浓度,实现了可调节的荧光发射。随后,我们幸运地合成了一个结构新颖的化合物[Cd3(bpea)2(trz)2(H2O)2]·DMF(2)。化合物2是一个迷人的3D柱撑结构,它展示了前所未有的单节点的7-连接的自穿配位网络,拓扑符号是414.5.66。该化合物对酸碱溶液具有很强的抵抗性,并显示了优异的依赖于溶剂的荧光性质。特别显著的是,一旦化合物与甲苯或硝基苯产生相互作用,就会相应地表现出高效的荧光增强或荧光猝灭响应。
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