金刚烷乙酸基配体与过渡金属配位聚合物的构筑、结构及其性能研究

作     者：耿晓红 

作者单位：浙江师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯云龙

授予年度：2009年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

主      题：水热合成 配合物 晶体结构 荧光 磁性 

摘      要：金属-羧酸配位聚合物具有多种多样的拓扑结构,在光、电、磁、催化等诸多领域有着广泛的应用前景。本文选择1-金刚烷乙酸和1,3-金刚烷二乙酸配体与过渡金属离子反应,采用水热合成方法成功地合成了系列具有一维,二维和三维结构的配位聚合物,利用单晶X-射线衍射、IR和TG等方法对聚合物进行了表征,研究了部分聚合物的磁学、光学性质。 研究工作分为以下几个部分: 1.以1-金刚烷乙酸(HL)为第一配体,2,2’-bipy或4,4’-bipy为第二配体,水热法得到了3个配合物:[ZnL](1), [MnL(4,4’-bipy)(HO)]·2n(HL)(2)和MnL(2,2’-bipy)(HO)(3)。其中1是一维链状结构,2和3是通过氢键作用力构筑的超分子结构。 2.通过改进HL设计合成了配体1,3-金刚烷二乙酸(HL),并以此配体为构筑单元,通过水热法合成得到10个配合物:[Mn(L)(HO)](4),[Cd(L)(HO)](5), [Co(L)(HO)2] (6), [Zn(L)(HO)]·nHO (7), [CdL(2,2’-bipy)]·nHO (8), [CdL(2,2’-bipy)(HO)]·4nHO (9), [CoL(bpp)] (10), [MnL(4,4’-bipy)]·0.25nHL·0.5nHO (11), [MnL(HL)(phen)] (12), [CdL(bpp)](13)。其中4-6属于异质同晶体,呈现一维链结构,链与链间通过氢键相互作用形成了三维的超分子结构;配合物7,8,10是一维双链结构,而配合物9是一维单链结构;配合物11,12通过羧酸根的桥连作用形成二维的4平面结构;配合物13结构新颖,由配体羧酸根桥连六配位和七配位的Cd离子形成包含左右手螺旋链的二维层,层与层之间通过bpp连成三维结构。 3.对所得的这些配合物进行单晶X-射线衍射测试、红外、热重测试和元素分析,同时对部分配合物进行了电化学、发光、磁性方面的研究。配合物2,3的电化学循环伏安分析表明,在电极反应中电子的转移是不可逆的;配合物8和13在室温下显示较强的紫色荧光发射;配合物10和11的变温磁化率表明,金属离子间存在弱的反铁磁交换作用。