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基于咔唑-2,7-二羧酸的配位聚合物的化学传感、磁性及热膨胀性能研究

基于咔唑-2,7-二羧酸的配位聚合物的化学传感、磁性及热膨胀性能...

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作者：王定康南京邮电大学

学位级别：硕士

配位聚合物(Coordination Polymers,CPs)是由金属离子或者金属簇与有机连接配体协同组装而成。鉴于其具有高的孔隙率、较大的比表面积及良好的结构可设计性,CPs已经成为了近十年来的研究热点之一。此外由于这些优点,CPs被广泛的应用于... 详细信息

配位聚合物(Coordination Polymers,CPs)是由金属离子或者金属簇与有机连接配体协同组装而成。鉴于其具有高的孔隙率、较大的比表面积及良好的结构可设计性,CPs已经成为了近十年来的研究热点之一。此外由于这些优点,CPs被广泛的应用于气体的存储与分离、非均相催化、磁性、生物载药、化学传感等领域。本论文使用的有机发光配体为咔唑-2,7-二羧酸(HL),我们利用其与Cd、Ca和Zn、Mn制备了三种新的CPs材料,合成方法为溶剂热法。并研究了一个已经报道过的配位聚合物的应用。采用相关仪器,表征和分析了它们的基本性能,并分别探究了这些CPs在离子检测、热膨胀、磁性等方面的应用。本论文的主要研究如下:1、我们利用溶剂热法将配体与Cd配位自组装,制备了一个配位聚合物[CdL·(HO)],(1)。在配合物1的结构中,相邻的两个Cd原子通过配体双齿桥联,并沿b轴延伸。位于同一晶面(010)上的Cd-O-C链通过L配体连接形成2D配位网络。最后,2D配位网络通过平行堆积构建了配合物1的3D晶体结构。配合物1具有强烈的蓝光发射(发射峰在449 nm)。2、我们研究了一个三维配位聚合物[ZnL(m-O)·DMSO·(HO)]·5DMSO,(DMSO=二甲基亚砜),(2)的相关应用。该配位聚合物在一些常见的溶剂中具有较高的结构稳定性,在水溶液中可以灵敏的检测Mn O,Ksv=17030 M(LOD=4.65·10 mol/L),同时我们也讨论了其荧光猝灭的机理。实验结果表明,配合物2可作为Mn O的具有极高的选择性和灵敏度的荧光传感材料。3、我们利用溶剂热法制备了一种柔性配位聚合物[CaZnL·(DMF)]·DMF(DMF=N,N-二甲基甲酰胺),(3)。配合物3的三维结构由三核的金属簇Ca Zn(COO)(DMF)堆积而成同时具有沿a轴方向的孔道。与具有类似SBU的材料相比,配合物3表现出各向异性的热膨胀行为,其晶胞参数在a轴和c轴有超大的正热膨胀以及在b轴具有零膨胀。因此,该材料为发光配位聚合物向高度功能化方向发展提供了重要的范例。4、我们利用溶剂热法将有机配体咔唑-2,7-二羧酸与过渡金属离子(Mn)在高温高压条件下反应,制备了一种二维配位聚合物[MnL]·DMA(DMA=N,N-二甲基乙酰胺),(4),并表征了配合物4的结构。在配合物4的结构中,三核金属簇[Mn(COO)]堆积成了2D的4结构网络,2D配位网络通过平行交错的ABAB堆积构建了配合物4的3D晶体结构。配合物4发射蓝光,最大发射峰位于433 nm,其发射应该来源于配位的HL配体。配合物4是简单的顺磁性化合物,金属离子之间的相互作用基本可以忽略不计。

关键词：配位聚合物咔唑-2 7-二羧酸化学传感热膨胀磁性

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