本文關(guān)鍵詞：基于吡啶酰胺類配體和有機(jī)羧酸共配體的配位聚合物的合成、結(jié)構(gòu)和性能研究

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【摘要】：本論文選擇五種雙吡啶雙酰胺配體[N1,N4-雙(3-氨基吡啶)萘-1,4-雙甲酰胺(3-dpna),N1,N4-雙(4-氨基吡啶)萘-1,4-雙甲酰胺(4-dpna),(N,N′-雙(3-吡啶甲酰胺)-1,2-環(huán)己烷(3-bpcc),N,N′-雙(4-吡啶甲酰胺)-1,2-環(huán)己烷(4-bpcc/4-bpah)N,N′-雙(3-吡啶甲酰胺)-1,4-苯(3-bpcb)和N,N′-雙(4-吡啶甲酰胺)-哌嗪(4-bpfp)],以及三個含不同官能團(tuán)和長度和氨基吡啶衍生物[3,3'-偶氮吡啶(3-azpy),N-(3-吡啶基)吡嗪-2-甲酰胺(3-ppca)和(E)-4,4'-(乙烯-1,2-diyl)雙-(3-吡啶基)苯甲酰胺(3-ebpba)]為主配體,以不同的芳香羧酸[1,3,5-均苯三甲酸(1,3,5-H3BTC)、2,5-噻吩二羧酸(H2tdca)、3,5-二硝基苯甲酸(3,5-Hdnb),5-硝基間苯二甲酸(5-H2nip)和1,2-鄰苯二乙酸(1,2-H2pda)]為輔助配體,以Co(II)/Ni(II)/Cu(II)/Zn(II)/Cd(II)為中心金屬,通過水熱合成法成功得到25個配合物,利用X-射線單晶衍射、FT-IR光譜、TGA熱重分析和粉末X-射線衍射對化合物進(jìn)行了表征。對部分配合物的熒光、電化學(xué)和光催化性能進(jìn)行了研究。1.利用含萘基的雙吡啶雙酰胺配體3-dpna和4-dpna作為主配體,1,3,5-H3BTC和H2tdca作為輔助配體,在水熱條件下進(jìn)行反應(yīng),合成了11個不同維度的金屬-有機(jī)配位聚合物。研究了不同中心金屬以及含不同吡啶位點的主配體對結(jié)構(gòu)的影響。[Co(3-dpna)(1,3,5-HBTC)]·2H2O(1)[Ni(3-dpna)1.5(1,3,5-HBTC)(H2O)2](2)[Cu(3-dpna)(1,3,5-HBTC)]·H2O(3)[Zn(3-dpna)(1,3,5-HBTC)]·2H2O(4)[Cd(3-dpna)(1,3,5-HBTC)(H2O)]·2H2O(5)[Co(4-dpna)-(1,3,5-HBTC)]·4H2O(6)[Ni(4-dpna)(1,3,5-BTC)2/3](7)[Cu(4-dpna)(1,3,5-BTC)2/3](8)[Zn(4-Hdpna)(1,3,5-BTC)](9)[Cd(4-dpna)(1,3,5-BTC)1/3Cl](10)[Cu2(4-dpna)2(2,5-tdca)2](11)配合物1和4是同構(gòu)的一維帶狀鏈,其中包含左、右手螺旋結(jié)構(gòu)的[M(3-dpna)]n一維鏈和[M(1,3,5-HBTC)]n(M=Co,Zn)線性鏈。配合物2形成的是一維[Ni(3-dpna)1.5]n“環(huán)+線”型鏈結(jié)構(gòu),其中1,3,5-HBTC陰離子懸掛在一維鏈的兩側(cè)。配合物3是一種基于中性[Cu(3-dpna)]n螺旋鏈和[Cu(1,3,5-HBTC)]n線性鏈的二維格子層。配合物5展示的是一種由[Cd(1,3,5-HBTC)]n線性鏈和[Cd2(3-dpna)2]環(huán)形結(jié)構(gòu)單元構(gòu)建的一維梯形鏈結(jié)構(gòu)。配合物6是一個2D雙層結(jié)構(gòu),同時包含(H2O)8簇分子。配合物7和8展現(xiàn)出相似的(3,4)-連接的3D框架,是具有十二邊形構(gòu)成的空腔網(wǎng)狀拓?fù)?拓?fù)浞枮?63)2(64·8·10)3。配合物9是一個2D網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其中4-dpna配體上的N被質(zhì)子化。配合物10是一個(3,5)-連接的3D框架,拓?fù)浞枮?63)2(64·8·10)3。配合物11是一個三重互穿的Cd SO4型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。對于這11個配合物,它們從最初的1D聚合物鏈或2D層結(jié)構(gòu)通過氫鍵作用相互連接,形成最終的2D或者3D超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2.利用兩個半剛性的雙吡啶雙酰胺配體3-bpcc和4-bpcc,以含硝基的芳香羧酸3,5-Hdnb和5-H2nip作為輔助配體,在水熱條件下合成5個中心金屬為Cu(II)的配合物。探索了Cu(II)和3-bpcc/4-bpcc配體的配位模式以及硝基取代的芳香羧酸對配合物結(jié)構(gòu)的影響。[Cu(3,5-dnb)(μ2-OH)](12)[Cu4(4-bpcc)2(3,5-dnb)6(μ3-OH)2(H2O)2](13)[Cu(4-bpcc)2(5-Hnip)2](14)[Cu3(4-bpcc)(5-nip)2(5-Hnip)(μ3-OH)(H2O)]·4H2O(15)[Cu(3-bpcc)(5-nip)]·2H2O(16)配合物12是一個3D框架,具有(3,5)-連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),拓?fù)浞枮閧3·72}{32·75·83}。配合物13是一個基于四核銅簇[Cu4(3,5-dnb)6(μ3-OH)2]的3D超分子結(jié)構(gòu)。而配合物14是一個基于單核Cu(II)亞單元的3D超分子。配合物15合成體系的p H比配合物14要稍高一些,展示的是一個由4-bpcc配體μ2-橋連相鄰的梯形鏈而形成的bbn型3D框架。配合物16是一個基于1D[Cu(3-bpcc)]n中央螺旋鏈和1D[Cu(5-nip)]n“之”字型鏈的2D的(4,4)-網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。在目標(biāo)化合物合成中,體系的p H值同吡啶酰胺配體和含硝基的芳香羧酸一樣,對最終所構(gòu)筑的結(jié)構(gòu)有很大影響。3.通過水熱合成方法得到三個Cu(II)的MOFs,是基于1,3,5-H3BTC和三個不同長度和官能團(tuán)的氨基吡啶衍生物3-azpy,3-ppca和3-ebpba的配合物。[Cu2(3-azpy)(HBTC)(H2BTC)(μ3-OH)(H2O)2](17)[Cu2(3-ppca)(BTC)(H2O)3]·H2O(18)[Cu2(3-ebpba)(BTC)(μ3-OH)](19)配合物17是由銅簇連接1D梯狀鏈而形成的2D層狀結(jié)構(gòu)。配合物18展現(xiàn)的是一個罕見的(3,3,3,3)-連接的3D拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),拓?fù)浞枮閧8·10·12}2{82·10}2。配合物19是一個基于四核銅簇的(3,8)-連接的3D拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),拓?fù)浞枮閧4·62}2{42·622·7·83}。探討了不同長度的氨基吡啶衍生物配體對目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)和性能的影響。對配合物17-19的電化學(xué)性能和光催化性能進(jìn)行了研究。4.利用三個半剛性的雙吡啶雙酰胺3-bpcb、4-bpah和4-bpfp主配體和1,2-H2pda輔助配體,在水熱條件下合成6個含有過渡金屬的配合物。探索了金屬離子以及含氮配體對配合物結(jié)構(gòu)的影響。[Cu(3-bpcb)(1,2-pda)]·2H2O(20)[Cd(3-bpcb)0.5(1,2-pda)(H2O)](21)[Cu(4-bpah)(1,2-pda)(H2O)]·H2O(22)[Ni2(4-bpah)2(1,2-pda)2(μ2-H2O)](23)[Cu3(4-bpfp)(1,2-pda)2(μ2-OH)2](24)[Co(4-bpfp)0.5(1,2-pda)(H2O)](25)配合物20 23展示了四種不同的2D層狀結(jié)構(gòu),其拓?fù)浞謩e為:(42·67·8)(42·6),(42·63.8)(42·6),{44·62}和(8)(42·6)(42·67·8)。配合物24是一個含有長拓?fù)浞柕?3·4·5)2(32·42·52·614·74·83·9)(32·63·7)結(jié)構(gòu)。配合物25則是一個3D的3,4-連接(42·63·8)(42·6)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這些不同的結(jié)構(gòu)歸因于金屬-羧酸構(gòu)筑的不同結(jié)構(gòu)以及雙吡啶雙酰胺配體的影響。
【關(guān)鍵詞】：配位聚合物 吡啶酰胺配體 熒光傳感行為 電化學(xué)性能 光催化活性
【學(xué)位授予單位】：渤海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O641.4
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-16
• 第一章 文獻(xiàn)綜述16-32
• 1.1 配位聚合物的概述16-19
• 1.1.1 配位聚合物的組成及其合成方法16-17
• 1.1.2 配位聚合物的結(jié)構(gòu)及其影響因素17-18
• 1.1.3 配位聚合物的性能及其應(yīng)用18-19
• 1.2 基于吡啶酰胺和有機(jī)羧酸混合配體的配位聚合物研究進(jìn)展19-30
• 1.2.1 基于吡啶單酰胺和有機(jī)羧酸混合配體的配位聚合物20-23
• 1.2.2 基于吡啶雙酰胺和有機(jī)羧酸混合配體的配位聚合物23-29
• 1.2.3 基于吡啶三酰胺和有機(jī)羧酸混合配體的配位聚合物29-30
• 1.3 選題的依據(jù)和目的30-32
• 第二章 基于萘基雙吡啶雙酰胺和均苯三甲酸混合配體的配位聚合物的合成、結(jié)構(gòu)和性能研究32-80
• 2.1 引言32-33
• 2.2 配合物 1-11 的合成與測試33-37
• 2.2.1 所用原料及測試儀器33-34
• 2.2.2 配合物 1-11 的合成34-36
• 2.2.3 配合物 1-11 的晶體結(jié)構(gòu)測定36-37
• 2.3 結(jié)果與討論37-75
• 2.3.1 配合物 1-11 的晶體結(jié)構(gòu)37-60
• 2.3.2 配合物 1-11 的表征與性質(zhì)60-75
• 2.4 本章小結(jié)75-80
• 第三章 基于環(huán)己烷基雙吡啶雙酰胺和含硝基羧酸混合配體的配位聚合物的合成、結(jié)構(gòu)和性能研究80-102
• 3.1 引言80-81
• 3.2 配合物的合成與測試81-83
• 3.2.1 所用原料及測試儀器81
• 3.2.2 配合物 12-16 的合成81-83
• 3.2.3 化學(xué)修飾碳糊電極的制備83
• 3.2.4 X-射線晶體學(xué)衍射數(shù)據(jù)83
• 3.3 結(jié)果與討論83-99
• 3.3.1 配合物 12-16 的晶體結(jié)構(gòu)83-95
• 3.3.2 配合物 12 16 的表征與性質(zhì)95-99
• 3.4 本章小結(jié)99-102
• 第四章 基于氨基吡啶及其衍生物和均苯三甲酸混合配體的配位聚合物的合成、結(jié)構(gòu)和性能研究102-122
• 4.1 引言102-103
• 4.2 配合物 17-19 的合成與測試103-106
• 4.2.1 所用反應(yīng)原料及測試儀器103-104
• 4.2.2 配合物 17-19 的合成104-105
• 4.2.3 化學(xué)修飾碳糊電極的制備過程105
• 4.2.4 X-射線晶體學(xué)衍射數(shù)據(jù)105-106
• 4.3 結(jié)果與討論106-119
• 4.3.1 配合物 17-19 的晶體結(jié)構(gòu)106-112
• 4.3.2 配合物 17-19 的結(jié)構(gòu)表征與性質(zhì)112-119
• 4.4 本章小結(jié)119-122
• 第五章 雙吡啶雙酰胺和鄰苯二乙酸混合配體的配位聚合物的合成、結(jié)構(gòu)和性能研究122-149
• 5.1 引言122-124
• 5.2 配合物 20-25 的合成與測試124-127
• 5.2.1 所用原料及測試儀器124
• 5.2.2 配合物 20-25 的合成124-126
• 5.2.3 配合物 20-25 的晶體結(jié)構(gòu)測定126-127
• 5.3 結(jié)果與討論127-146
• 5.3.1 配合物 20-25 的晶體結(jié)構(gòu)127-139
• 5.3.2 配合物 20-25 的表征與性質(zhì)139-146
• 5.4 本章小結(jié)146-149
• 論文總結(jié)149-150
• 參考文獻(xiàn)150-156
• 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄156-157
• 致謝157-158

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