双三唑和双功能四唑配体的金属-有机骨架材料的合成和性质研究

摘要

金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)材料是一类具有广阔应用前景的新型固体材料，正迅速发展并成为能源、材料和生命科学交叉领域中的研究热点。本论文从金属有机骨架材料的新颖结构和功能性出发，通过选择功能性的金属中心和含N的唑类有机配体，设计合成了一系列多功能骨架结构的晶体材料，解析了13个配合物的单晶结构，利用元素分析、红外光谱、变温磁化率、荧光光谱、氮气和氢气吸附等手段对这些配合物进行了表征和性质研究。本论文的主要工作如下：
　　 1.利用双三唑4，4'-bis-1，2，4-triazole(btr)配体与Mn(II)合成了1个新颖的具有较强反铁磁作用的二维金属-有机骨架材料。
　　 2.为了得到更多关于超分子构筑体系和双三唑btr配合物的信息，通过调控阴离子和金属中心的变化，设计合成了8个以Cu(II)和Cd(II)为中心的双三唑MOFs材料，系统地讨论了btr特殊的桥联方式，阴离子和金属中心在构筑结构骨架中的作用。得到三唑金属化合物中首例btr配体在单一体系中以μ3-和μ2-桥联配位的化合物。通过Cu(II)系列化合物的变温磁化率测定揭示了二价铜离子的反铁磁相互作用。
　　 3.利用吡啶基双三唑2，6-di一(4-triazolyl)pyridine(dtp))配体与Cd(II)制备了1个新颖的三维孔洞金属.有机骨架材料，其荧光的发射可以在紫外光区与可见光区可逆的进行，仅仅通过调节孔洞中的客体水分子数目可达轻易调控的目的，而客体水分子的自由进出不会引起整体孔洞结构的坍塌，是一个很有潜力的发光材料。
　　 4.选用4-苯甲酸四唑双功能配体4-(2H-tetrazol-5-yl)benzoic acid(4-H2TzB)分别与Mn(II)和Mg(II)合成了3个结构新颖、具有高对称性的微孔金属-有机骨架材料，对氮气和氢气的吸附做了尝试性的测试，此内容是本人在联合培养期间于美国加州大学伯克利分校Jeffrey，.R.Long教授的科研组完成。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前言

第一节 选题的背景和研究意义

第二节 本论文的选题依据及主要研究内容

参考文献

第二章 双三唑配体的金属—有机骨架材料的合成和磁性研究

第一节 以Mn(Ⅱ)为中心的金属—有机骨架材料

第二节 以Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)为中心的金属—有机骨架材料

参考文献

第三章 吡啶双三唑配体的金属—有机骨架材料的合成和光学性能研究

第四章 双功能四唑配体的金属—有机骨架材料的合成和氢气吸附研究

结 论

测试方法和仪器

作者简介和攻读博士学位期间论文发表情况

致谢