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金属有机框架材料(MOFS)由金属离子或金属簇作为结点,有机配体作为链自组装形成。由于其在气体储存,分离,催化,铁电以及二阶非线性光学等方面具有优良的性能,因此,近几十年来MOF材料的研究引起了人们极大地兴趣。在MOF材料的设计与合成过程中通过选择特定的金属离子和具有功能性的官能团的有机配体赋予了目标产物特定的结构和性能。然而在已报到的MOF材料中,绝大多数以单一的金属离子作为结点,异金属MOF材料的研究相对较少。我们选择具有多种配位模式的p区金属离子Pb作为金属中心,系统研究含铅异金属有机框架材料的设计,合成,结构及性能。在本论文中,我们采用水热法合成了10个有机-金属配位聚合物,解析了其单晶结构,并利用元素分析、红外光谱、紫外可见光谱、粉末衍射、热重分析、等离子原子吸收光谱等手段进行了表征,并对相关化合物的的荧光性质进行了初步的研究。全文共分三章。
第一章概述了含铅金属有机框架材料的研究现状,并提出了本课题的研究思路以及本学位论文的意义。
第二章报道了6个铅-碱金属异金属配位聚合物,分别为[(Me)4N]2[Pb6M6(m-BDC)9(OH)2]·H2O(1:M=K;2∶M=Rb;3∶M=Cs)、[K2Pb(SDBA)2(μ3-H2O)]·3H2O(4)、[Cs2Pb2(SDBA)3(DMF)]·DMF(5)、[PbLi2(SDBA)2(DMF)2]·2DMF(6)。其中1、2、3为相同构型的化合物,由12金属Pb6-M6异金属笼通过间苯二甲酸连接成三维结构。4和5分别通过特征的一维链连接成三维结构,化合物6通过Pb-O-Li链连成二维面,二维面再通过H2SDBA连成三维结构,游离的DMF分子离散在三维孔洞中。化合物1-5具有较高的热稳定性,1-3表现出优良的荧光性能。
第三章合成并表征了4个铅-过渡金属异金属配位聚合物,分别为[(Me)4N]2[Pb2Cd3(m-BDC)6](7)、PbMn(m-BDC)2·DMF(8)、(H3O)2[Pb2Cu(m-BDC)4bipy2](9)、(Me2NH2)Pb2Ni3(m-BDC)6(H2O)4(10)。在化合物7-10中,过渡金属离子全都参与MOF框架构筑,通过Pb-O-M(M=Cd,Mn,Cu,Ni)连接成三维结构。化合物7,8表现出较好的荧光性能。