| 题名 | 过渡金属磺酸配位聚合物的合成、结构及性能研究 |
| 作者 | 吕 健 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-06-10 |
| 授予单位 | 中国科学院福建物质结构研究所 |
| 授予地点 | 福建物质结构研究所 |
| 导师 | 曹 荣 |
| 关键词 | 晶体结构 配位聚合物 超分子化学 自组装 |
| 其他题名 | Structural and functional characterization of transition metal coordination complexes from organosulphonate ligands |
| 学位专业 | 无机化学 |
| 中文摘要 | 配位聚合物作为配位化学研究的重要对象, 是晶体工程应用于设计合成新颖化合物的具体体现, 它们不仅具有结构美学价值, 而且在很多领域诸如催化、光学、磁性、吸附、分子识别等各个方面具有广泛的应用前景。对配位聚合物的研究不仅包括寻找结构新颖和具有特殊性能的化合物, 同时也包括探索配位聚合物的设计合成和结构调控方面的规律, 这对于开发新型功能材料具有非常重要的意义。近年来, 磺酸类配体因其特殊的配位性能和变化多样的配位模式而备受合成化学家们的青睐。本论文工作就是在课题组前期工作的基础上选择含有不同辅助配位基团的有机磺酸配体来构筑配位聚合物, 除了研究辅助配位基团在组装过程中对于磺酸基团配位能力和方式的影响, 更进一步研究其影响对于所得到化合物结构和性质的改变, 以期得到规律性结论, 在证明和丰富理论知识的同时也为将来的工作积累经验。本论文工作主要包括以下内容: 1) 简要介绍配位化学及配位聚合物的基本概念, 并对影响配位聚合物构筑的因素进行了概述, 重点介绍了金属离子不同的配位趋向、有机配体的配位基团、次级建筑单元和配位聚合物的主要结构类型等基本知识。系统介绍了有机磺酸配位化学的当前进展。 2) 制备了四个s-d区异金属化合物[Na2(H2O)3Cu2(H2O)6(sip)2]•H2O 1, [K2(H2O)2Cu2(H2O)5(sip)2]•H2O 2, [Ca(H2O)3Cu2(H2O)6(sip)2]•2H2O 3, 和 [Sr(H2O)4Cu2(H2O)6(sip)2]•H2O 4 (sip3- = 5-sulfoisophthalic anion), 它们的结构受s区碱金属和碱土金属的影响从“之”字链次级结构单元变化到分子正方形。结果表明, s区金属的特性控制配位聚合物的结构。变温磁化率分析表明化合物的磁性行为也根据次级结构单元的不同从顺磁性变化为反铁磁性。 3) 我们使用一种双功能吡啶/磺酸配体, 合成了三个化合物Cu(ps)2•2H2O 5, Co(ps)2•4H2O 6, [Co(H2O)2(4, 4’-bpy)2]∙(ps)2∙10H2O 7 (ps = pyridine-3-sulfonic anion)。其中, 化合物5和6具有相同的空间群, 并且在这两个化合物的单胞中,中心金属原子都是以六配位八面体形式存在。然而化合物5的Cu中心与两个配位水分子连接而6的Co中心与四个配位水分子配位。在化合物5的Cu中心于姜-泰勒效应形成Cu-Osulfonate的配位作用 (2.502 Å) 而Co (6)中心未发生畸变。这一差别不仅造成了金属中心配位环境的改变也极大的引起了分子基本单元空间排列的变化,整个结构表现完全不同的特征。化合物7由于加入了配位能力更强的联吡啶配体, 磺酸配体没有参与配位而以抗衡离子的形式存在层状结构的层间区域, 形成了一个具有特殊的类水滑石结构的化合物。 4) 我们详细研究了一个磺酸基偶氮染料 (4-aminoazobenzene-4’-sulfonic monosodium salt) 的过渡金属配位聚合物的结构以及样品化合物在固体表面的性质。结果证明, 磺酸基偶氮染料是形成过渡金属超分子化合物单元很好的选择。在这个反应体系, 配体的配位方式主导化合物的结构。这些染料配位聚合物的形成有助于从晶体学角度更好的了解染料分子内以及分子间的超分子作用力情况。这些信息也为材料工作者更好的研究染料及配位聚合物染料的性能-结构关系。我们初步研究了制备的染料配位聚合物在固体薄膜的表面化学, 结果表明染料配位聚合物分子内及分子间超分子作用力对染料的物理性能有很大的影响。进一步研究染料添加剂以及工业应用中其它潜在因素对染料性能的影响是十分必要的。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-05-09 |
| 页码 | 169 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.fjirsm.ac.cn/handle/350002/7492]  |
| 专题 | 福建物质结构研究所_中科院福建物质结构研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吕 健. 过渡金属磺酸配位聚合物的合成、结构及性能研究[D]. 福建物质结构研究所. 中国科学院福建物质结构研究所. 2008. |
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