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问题:

题目:双(苯并三氮唑)烷烃/卤氰合亚铜配位聚合物的合成与表征

关键词:配位聚合物,双(苯并三氮唑)烷烃,卤氰合亚铜,晶体结构,荧光性能

参考答案:

  参考解析


功能配位聚合物材料由于在光学、磁性、催化、吸附、非线性材料、导电等领域具有巨大的应用潜力受到越来越多的关注。另一方面,由于柔性配体在与金属阳离子配位的过程中其构象、配位角度、配位键长等能在一定程度上发生改变,从而更易形成独特的结构,所以选用柔性配体构筑功能配位聚合物材料的研究具有重要意义。
    本论文设计合成了5种双(苯并三氮唑)烷烃类柔性桥联配体,分别为:1,2-双(苯并三氮唑-1-)乙烷(L1), 1,2-双(苯并三氮唑-1-2-)乙烷(L2), 1,3-双(苯并三氮唑-1-)丙烷(L3), 1,4-双(苯并三氮唑-1-)丁烷(L4) 和1,3-双(苯并三氮唑-2-)丙烷(L5)。这些配体与过渡金属Cu(I)在水热(溶剂热)条件下通过自组装反应得到11个新颖的配位聚合物,分别为:{[CuCl]2(L1)}n (1), {[CuBr](L2)}n (2), {[CuCl]2(L3)}n (3), {[CuI]2(L4)}n (4), {[CuBr]2(L4)}n (5), {[CuBr]3(L5)}n (6), {[Cu6I4]2(L1)2(bta)4}n (bta为苯并三氮唑) (7), {[CuCN]2(L1)}n (8), {[CuCl]4(L2)}n (9), {[CuBr]4(L2)}n (10)和{[CuCl]2(L4)}n (11)。对L1-L5及配合物1-11进行了元素分析、热重分析、红外光谱、X-射线粉末衍射、X-射线单晶衍射和荧光性能等全面的理化性能表征。
由于卤素和拟卤素本身就是一类潜在的桥联配体,在构筑拓扑网络结构时可以成为重要的网络骨架元素,单晶结构表明,配合物1-11中出现的卤氰合亚铜骨架有: {Cu2X2}的双核单元(1-2), {Cu4X4}的类立方烷单元(4, 5和11),{CuX}n的单链结构(3, 8),{Cu3X3}n的梯状链单元(6),{Cu8X8}n的带状单元(9, 10)和{Cu6I4}n2n-链(11)。由双(苯并三氮唑)烷烃类柔性桥联配体连接这些无机单元形成从一维链(1-4)到二维层(5-7)到三维结构(8-11)的配位聚合物。结构对比显示,双(苯并三氮唑)烷烃类配体的构型和烷基链的长度对于聚合物维数的拓展起着关键作用。
  此外,通过大量的实验,我们发现在配位聚合物的生成过程中柔性配体能够根据环境改变自身的构型从而与金属离子形成热力学或动力学稳定的配位聚合物。尽管使用配体相同,但是可以通过改变金属离子价态、阴离子、溶剂、温度等能够得到不同的配位聚合物,说明诸多因素对配合物的形成有重要影响。

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