2,5二(n咪唑基)吡嗪和对苯二甲酸的配位聚合物制备及表征【字数：8320】
摘 要近年来，配位聚合物因其丰富多样的拓扑结构以及在吸附、分离、分子磁体、荧光、催化方面的潜在应用与巨大价值，吸引了众多科研工作者的注意，成为了炙手可热的研究热点。本文在水热条件下采用配体bimpz和对苯二甲酸分别与CoCl2·6H2O、NiCl2·6H2O反应获得两个配位聚合物[Co(1,4-bdc)(bimpz)(H2O)]n (1)和Ni(1,4-bdc)(bimpz)(H2O)]n (2)。X-射线单晶衍射结果表明，配合物 (1)和 (2)具有类似单晶结构，都属于三斜晶系，P-1空间群，是由基于4-连接46型拓扑结构单元形成的五重穿插的三维结构。
目 录
1.前言 6
1.1配位聚合物 6
1.1.2金属有机配位聚合物的结构 7
1.1.3金属有机配位聚合物的功能与应用 8
1.2对苯二甲酸配合物 10
1.2.1对苯二甲酸配位聚合物 10
1.2.2对苯二甲酸配位聚合物的应用及价值 10
1.3论文的依据与创新 11
1.4课题和意义 12
2.实验部分 13
2.1药品与仪器设备 13
2.1.1实验药品及试剂 13
2.1.2主要的实验设备及型号 13
2.2配位聚合物（1和2）的合成 14
2.2.1 配位聚合物（1）的制备 14
2.2.2配位聚合物（2）的制备 14
3.结果与讨论 14
3.1配位聚合物(1和2)的合成条件 14
3.2配位聚合物(1和2)的红外光谱分析 15
3.3配位聚合物1的晶体结构分析 17
3.3.1配位聚合物1的X射线单晶衍射实验 17
3.3.2配位聚合物1的晶体结构分析 20
3.4配合物(1和2)的荧光光谱分析 22
3.4.1bimpz配体的荧光性质 22
3.4.2配位聚合物1的荧光性质 22
3.4.3配位聚合物2的荧光性质 22
3.5配位聚合物（1和2）紫外光谱分析 24
4.结论 26
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
参考文献 27
致 谢 32
1.前言
1.1配位聚合物
近年来，许多科研工作者在合成化学领域进行了大量的探索，希望能研究出更多的复合功能性材料。从传统的意义上来说，配位化学的定义就是研究金属原子或离子与有机、无机的分子或离子相互反应形成的配位化合物的功能特点以及它们的几何结构、成键方式、反应与制备等的学科[1]。配位聚合物经过多年的研究与发展，已远远的超出无机化学的领域，与所有化学学科都密切相关且相互交叉渗透，是多种学科的交叉点，作为中心枢纽显示出重要地位。
目前来说，配位聚合物的合成方法有很多，其中溶液结晶法和扩散法所得到的产物少，产率低且实验耗时较长，在实际中一般不采用。而超声合成法、机械研磨法和微波合成法则受到许多外界条件的限制，需要特殊的实验仪器设备，且耗能高，对实验条件的要求较为苛刻。
水热/溶剂热法是将相应配比的有机配体、金属盐和溶剂放入相应的反应釜或玻璃管中，密封，在 90180 ℃（温度可根据反映实际需求升高或降低）温度下保持 72 小时（时间可根据反应实际需求缩短或延长），再慢慢冷却至室温后得到配位聚合物的方法。与其他的合成方法相比，水热/溶剂热合成法是在密封条件高温高压下进行的， 对配体在所用溶剂中的溶解度要求也不高（有机配体一般为非水溶性），反应产率较高，所以水热/溶剂热法在实际中常被采用。虽然金属有机配位聚合物的研究备受关注，但实际操作中合成晶体仍然是一道难题，因为反应的pH 值、配体和金属离子的配比、温度、反应时间、降温幅度、所用溶剂等等都是影响水热/溶剂热法的因素，在实验调试期间，要合理调整影响实验的各种因素以达到最佳条件。
金属有机配位聚合物是由金属离子和多功能有机配体组合而成的超分子化合物[2,3]。它的研究涉及无机配位化学（在本文的研究中采用的是无机金属Co离子和Ni离子）、有机化学（在本文研究中使用有机酸1,4bdc以及吡嗪咪唑配体）、晶体化学（在本文研究中最终制备的配位聚合物1和2均为晶体状）及材料化学等诸多领域[47]，已经成为了当今化学领域的研究热点。
/
图1.1 MOFs的合成过程
1.1.2金属有机配位聚合物的结构
历史上第一例人工合成的金属有机配位聚合物蓝色颜料普鲁士蓝是在18世纪初，由德国的染料制作工人Diesbach在工作时无意将草木灰与牛血混合制得亚铁氰化钾，将它放入三氯化铁溶液制得。但由于当时的科学技术发展不够先进，当时的科学家们并没有足够的能力去研究出它的分子结构，一直到二十世纪九十年代，普鲁士蓝的三维拓扑结构才被人们发现[9]（见图1.2）。
/
图1.2 普鲁士蓝的三维拓扑结构
金属有机配位聚合物其中的无机离子具有一系列光，电和磁学性能，有机配体的几何结构变化多端，所以金属有机配位聚合物既具有有机配体结构丰富多变的特点又有无机物的丰富性能，集双方优点于一身，金属有机配位聚合物这些结构特点吸引了大批科研工作者的注意，促进其发展与研究。
金属有机配位聚合物是一类新颖的的多孔材料，是由金属中心离子与有机配体形成配位键，具有多样拓扑结构和多方面应用价值的化合物。选择什么样的配体是合成具有特定结构和功能的金属有机配位聚合物的重要因素，要想构筑具有特定结构的金属有机配位聚合物，就必须要研究有机配体的几何构型。
1.1.3金属有机配位聚合物的功能与应用
金属有机配位聚合物除了多种多样的的拓扑结构外，还在气体存储，吸附与分离、非均相催化剂、荧光材料、分子磁性等领域也具有优异的性能[1014]，故在金属有机配位聚合物的多方面功能与应用上也有着较大的研究意义。下面我们将分别谈谈这四个方面的功能与应用。
1.气体存储，吸附与分离
由于金属有机配位聚合物具有超高的比表面积、孔隙率高，比表面积大等特点，所以常被用与气体存储[15]吸附与分离，比如:氯气、甲院、二氧化碳等气体的存储[16,17]。气体的分离过程包括两方面的作用机理:一是热力学作用，指金属配位聚合物在混合气体中有选择性地吸附某一组组分，从而达到气体分离的效果;二是动力学作用，动力学作用则是指要被分离的混合气体有选择性地穿过样品孔道，以达到气体分离的要求。
目 录
1.前言 6
1.1配位聚合物 6
1.1.2金属有机配位聚合物的结构 7
1.1.3金属有机配位聚合物的功能与应用 8
1.2对苯二甲酸配合物 10
1.2.1对苯二甲酸配位聚合物 10
1.2.2对苯二甲酸配位聚合物的应用及价值 10
1.3论文的依据与创新 11
1.4课题和意义 12
2.实验部分 13
2.1药品与仪器设备 13
2.1.1实验药品及试剂 13
2.1.2主要的实验设备及型号 13
2.2配位聚合物（1和2）的合成 14
2.2.1 配位聚合物（1）的制备 14
2.2.2配位聚合物（2）的制备 14
3.结果与讨论 14
3.1配位聚合物(1和2)的合成条件 14
3.2配位聚合物(1和2)的红外光谱分析 15
3.3配位聚合物1的晶体结构分析 17
3.3.1配位聚合物1的X射线单晶衍射实验 17
3.3.2配位聚合物1的晶体结构分析 20
3.4配合物(1和2)的荧光光谱分析 22
3.4.1bimpz配体的荧光性质 22
3.4.2配位聚合物1的荧光性质 22
3.4.3配位聚合物2的荧光性质 22
3.5配位聚合物（1和2）紫外光谱分析 24
4.结论 26
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
参考文献 27
致 谢 32
1.前言
1.1配位聚合物
近年来，许多科研工作者在合成化学领域进行了大量的探索，希望能研究出更多的复合功能性材料。从传统的意义上来说，配位化学的定义就是研究金属原子或离子与有机、无机的分子或离子相互反应形成的配位化合物的功能特点以及它们的几何结构、成键方式、反应与制备等的学科[1]。配位聚合物经过多年的研究与发展，已远远的超出无机化学的领域，与所有化学学科都密切相关且相互交叉渗透，是多种学科的交叉点，作为中心枢纽显示出重要地位。
目前来说，配位聚合物的合成方法有很多，其中溶液结晶法和扩散法所得到的产物少，产率低且实验耗时较长，在实际中一般不采用。而超声合成法、机械研磨法和微波合成法则受到许多外界条件的限制，需要特殊的实验仪器设备，且耗能高，对实验条件的要求较为苛刻。
水热/溶剂热法是将相应配比的有机配体、金属盐和溶剂放入相应的反应釜或玻璃管中，密封，在 90180 ℃（温度可根据反映实际需求升高或降低）温度下保持 72 小时（时间可根据反应实际需求缩短或延长），再慢慢冷却至室温后得到配位聚合物的方法。与其他的合成方法相比，水热/溶剂热合成法是在密封条件高温高压下进行的， 对配体在所用溶剂中的溶解度要求也不高（有机配体一般为非水溶性），反应产率较高，所以水热/溶剂热法在实际中常被采用。虽然金属有机配位聚合物的研究备受关注，但实际操作中合成晶体仍然是一道难题，因为反应的pH 值、配体和金属离子的配比、温度、反应时间、降温幅度、所用溶剂等等都是影响水热/溶剂热法的因素，在实验调试期间，要合理调整影响实验的各种因素以达到最佳条件。
金属有机配位聚合物是由金属离子和多功能有机配体组合而成的超分子化合物[2,3]。它的研究涉及无机配位化学（在本文的研究中采用的是无机金属Co离子和Ni离子）、有机化学（在本文研究中使用有机酸1,4bdc以及吡嗪咪唑配体）、晶体化学（在本文研究中最终制备的配位聚合物1和2均为晶体状）及材料化学等诸多领域[47]，已经成为了当今化学领域的研究热点。
/
图1.1 MOFs的合成过程
1.1.2金属有机配位聚合物的结构
历史上第一例人工合成的金属有机配位聚合物蓝色颜料普鲁士蓝是在18世纪初，由德国的染料制作工人Diesbach在工作时无意将草木灰与牛血混合制得亚铁氰化钾，将它放入三氯化铁溶液制得。但由于当时的科学技术发展不够先进，当时的科学家们并没有足够的能力去研究出它的分子结构，一直到二十世纪九十年代，普鲁士蓝的三维拓扑结构才被人们发现[9]（见图1.2）。
/
图1.2 普鲁士蓝的三维拓扑结构
金属有机配位聚合物其中的无机离子具有一系列光，电和磁学性能，有机配体的几何结构变化多端，所以金属有机配位聚合物既具有有机配体结构丰富多变的特点又有无机物的丰富性能，集双方优点于一身，金属有机配位聚合物这些结构特点吸引了大批科研工作者的注意，促进其发展与研究。
金属有机配位聚合物是一类新颖的的多孔材料，是由金属中心离子与有机配体形成配位键，具有多样拓扑结构和多方面应用价值的化合物。选择什么样的配体是合成具有特定结构和功能的金属有机配位聚合物的重要因素，要想构筑具有特定结构的金属有机配位聚合物，就必须要研究有机配体的几何构型。
1.1.3金属有机配位聚合物的功能与应用
金属有机配位聚合物除了多种多样的的拓扑结构外，还在气体存储，吸附与分离、非均相催化剂、荧光材料、分子磁性等领域也具有优异的性能[1014]，故在金属有机配位聚合物的多方面功能与应用上也有着较大的研究意义。下面我们将分别谈谈这四个方面的功能与应用。
1.气体存储，吸附与分离
由于金属有机配位聚合物具有超高的比表面积、孔隙率高，比表面积大等特点，所以常被用与气体存储[15]吸附与分离，比如:氯气、甲院、二氧化碳等气体的存储[16,17]。气体的分离过程包括两方面的作用机理:一是热力学作用，指金属配位聚合物在混合气体中有选择性地吸附某一组组分，从而达到气体分离的效果;二是动力学作用，动力学作用则是指要被分离的混合气体有选择性地穿过样品孔道，以达到气体分离的要求。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxsf/31.html
