【摘要】：無機(jī)-有機(jī)雜化材料因具有既能避免無機(jī)材料難以修飾的缺陷,也能改善有機(jī)材料穩(wěn)定性和堅固性差的特點,在不同領(lǐng)域得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。硼酸鹽是無機(jī)微孔材料的分支之一,到目前為止有大量金屬硼酸鹽被合成出來,一般多用于非線性光學(xué)材料和發(fā)光材料。與之相比,無機(jī)-有機(jī)雜化硼酸鹽的研究卻很少,把有機(jī)功能組分引入到硼酸鹽體系中,不僅能修飾無機(jī)骨架豐富其結(jié)構(gòu)化學(xué),還能得到集無機(jī)和有機(jī)優(yōu)良特性于一體的新型材料。近些年,硼釩酸鹽因豐富的結(jié)構(gòu)變化和其釩價態(tài)的多樣性,其在磁學(xué)、光學(xué)、吸附和催化等方面都有著潛在的應(yīng)用,受到了人們的廣泛關(guān)注。硼釩酸鹽同時包含B-O基團(tuán)和V-O基團(tuán),預(yù)示著更加豐富多彩的結(jié)構(gòu)化學(xué)及潛在的應(yīng)用前景,因此研究者們積極地合成和研究,硼釩酸鹽的陰離子結(jié)構(gòu)也已經(jīng)從分立的零維簇擴(kuò)展到鏈、層、網(wǎng)狀和三維骨架。雖然多聚硼釩酸鹽材料的合成取得了很多進(jìn)步,但是關(guān)于其性質(zhì)的研究報道的卻很少,所以開發(fā)此類化合物材料的潛在應(yīng)用價值也具有非常重要的意義。本論文的主要研究工作為將有機(jī)功能組分引入到硼酸鹽和硼釩酸鹽體系中,合成出具有新穎結(jié)構(gòu)的無機(jī)-有機(jī)雜化硼酸鹽及硼釩酸鹽化合物,同時對其結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、磁性、熒光和質(zhì)子傳導(dǎo)性質(zhì)進(jìn)行了研究。(1)我們采用溶劑熱法合成了一種新穎的三維超分子開放骨架結(jié)構(gòu)[Cu_2(bipy)3(B5O7(OH)3)2]?2bipy?4H2O(1)。我們首次將雙核銅配合物引入到硼酸鹽骨架中,并根據(jù)結(jié)構(gòu)特點研究了其性質(zhì),變溫磁化率結(jié)果表明雙核銅之間存在弱的反鐵磁相互作用;在波長360nm的紫外光激發(fā)下,化合物1能發(fā)射出紫色的光,最佳發(fā)射波長為387nm,并且對爆炸物三硝基苯酚有一定識別效果;結(jié)構(gòu)中存在廣泛的氫鍵,具有一定的質(zhì)子傳導(dǎo)能力。(2)通過水熱法成功制備了一個具有新穎結(jié)構(gòu)的硼釩酸鹽(enH_2)_4Na_2[V12B18O54(OH)6(H2O)]?7(H2O)(2),其硼釩氧簇通過鈉離子連接成二維的層狀結(jié)構(gòu),并在ab面上形成多元孔道,孔道及層和層之間填充著游離的乙二胺和水分子,乙二胺通過氫鍵將二維層連接起來形成三維超分子骨架結(jié)構(gòu)。通過變溫磁化率的測試,發(fā)現(xiàn)釩原子之間存在強(qiáng)的反鐵磁相互作用,并首次測試了這類材料的質(zhì)子電導(dǎo)性能,結(jié)果表明,其具有與HZSM-5分子篩相當(dāng)?shù)馁|(zhì)子電導(dǎo)能力,為同類材料的性質(zhì)研究奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:Inorganic-organic hybrid materials have been widely concerned and applied in different fields because they can not only avoid the defects of inorganic materials which are difficult to modify, but also improve the stability and robustness of organic materials. Borate is one of the branches of inorganic microporous materials. Up to now, a large number of metal borates have been synthesized, which are generally used in nonlinear optical materials and luminescent materials. In contrast, there are few studies on inorganic organic hybrid borates. The introduction of organic functional components into borate systems can not only modify the inorganic skeleton to enrich its structural chemistry. A new type of material with excellent inorganic and organic properties can also be obtained. In recent years, boron vanadate has been widely used in magnetism, optics, adsorption and catalysis due to its rich structural changes and the variety of vanadium valence states. Boron vanadates contain both B-O and V-O groups, indicating a more colorful structural chemistry and potential applications, so researchers actively synthesize and study. The anionic structure of boronovanadate has also been extended from discrete zero-dimensional clusters to chain, layer, mesh and three-dimensional skeleton. Although much progress has been made in the synthesis of polyboron vanadate materials, there have been few reports on their properties. Therefore, the potential application value of polyboron vanadate materials is also very important. The main work of this thesis is to introduce organic functional components into borate and borovanadate systems to synthesize inorganic-organic hybrid borates and boron vanadate compounds with novel structure. Fluorescence and proton conduction properties were studied. (1) A novel three-dimensional supramolecular open skeleton structure [Cu_2 (bipy) _ 3 (B5O7 (OH) _ 3) _ 2] was synthesized by solvothermal method. 2bipy? 4H2O (1). The binuclear copper complex was introduced into the borate skeleton for the first time, and its properties were studied according to its structural characteristics. The variable-temperature magnetization results show that there is a weak antiferromagnetic interaction between the binuclear copper complexes, which is excited by ultraviolet light at wavelength 360nm. Compound 1 can emit purple light, the best emission wavelength is 387 nm, and it has a certain recognition effect to the explosive trinitrophenol; there are a wide range of hydrogen bonds in the structure, (2) A novel boron vanadate (enH_2) 4NaSP 2 [V12B18O54 (OH) 6 (H2O)] was successfully prepared by hydrothermal method. 7 (H2O) (2), in which boron vanadium oxide clusters are connected by sodium ions to form a two-dimensional layered structure, and a multicomponent pore is formed on the surface of the ab, filled with free ethylenediamine and water molecules between the pore channels and the layers and layers. Ethylenediamine connects the two-dimensional layers by hydrogen bonding to form a three-dimensional supramolecular skeleton. The strong antiferromagnetic interaction between vanadium atoms was found by the measurement of magnetic susceptibility at variable temperature. The proton conductivity of this kind of materials was tested for the first time. The results show that it has the same proton conductivity as HZSM-5 molecular sieve. It lays a foundation for the study of the properties of similar materials.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O613.81

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本文編號：2258350