配位聚合物的研究进展

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联苯四羧酸基配位聚合物的结构与性能的研究进展

联苯四羧酸基配位聚合物的结构与性能的研究进展

度的相邻羧基与金属连接形成独特的羧酸-金属链, 再通过进一步连接形成更高维数的结构[31]。2005 年 , 美 国 德 克 萨 斯 大 学 陈 邦 林 等 [32] 以
了更详细的研究联苯四羧酸基配位聚合物,从以下
几个方面进行介绍。
1.1 基于不同金属离子连接的联苯四羧基配合物 1.1.1 单金属 Cd 连接的联苯四羧基配合物
感[6-7]、气体吸附和分离[8-9]、催化[10]、有机染料的 吸附[11]、药物传递和肿瘤治疗[12-13]等领域。影响配 位聚合物组装的因素有很多,例如:金属离子、有
收稿日期:2021-03-05 基金项目:国家自然科学基金项目(21401010);辽宁省教育厅项目(LJ2020008) 作者简介:迟 杰(1997-),女,辽宁丹东人,硕士生。
(b) 配合物 1 的二维结构图
图 1 配合物 1 的晶体结构示意图
1.1.2 单金属 Co 连接的联苯四羧基配合物
羧基可以完全或部分去质子化,能与不同种类的金
钴离子具有多变的配位模式,是构筑配合物的
属离子配位。其羧基上的端氧原子不共面,可以在 重要金属节点。在联苯四羧酸配体中,具有不同角
不同的方向上连接金属离子或金属簇,获得不同维 度的配位聚合物。此外,芳香环上的 π-π 堆积的相 互作用使形成的配位聚合物具有良好的稳定性,为
3,3',5,5'-联苯四羧酸(H4bptc)作为一种对称的多 羧酸基配体[20],具有 4 个羧酸基团,可产生不同的
{[Cd2(bptc)(H2O)6]·2H2O}n(1)。配合物 1 属于正交手 性 C222 空间群,2 个 Cd2+均采取七配位,由 2 个双
齿螯合羧基和 3 个水分子形成双锥几何构型。此外, Cd2+通过与 bptc4−阴离子连接,最终形成了二维的 结构(图 1[30])。

镧系金属配位聚合物的应用

镧系金属配位聚合物的应用

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配位聚合物的应用与进展

配位聚合物的应用与进展

配位聚合物的应用与进展王雄化学化工与材料学院应用化学1班 20133443摘要:配位聚合物是由金属和有机配体自组装而形成的, 具有独特的空间几何构型, 在非线性光学材料、气体吸附、手性拆分和催化、分子磁性材料、超导材料, 微孔材料等诸多方面都有广阔的应用前景。

本文介绍了配位聚合物的分类,列举了金属-有机骨架(MOFs)等功能型配位聚合物的研究进展,并对配位聚合物的发展前景作了展望。

关键词:配位聚合物;有机配体;合成方法;应用;催化引言:配位聚合物(coordination polymers)或金属-有机框架(metal-organic frameworks,简称MOFs)是指利用金属离子与有机桥联配体通过配位键合作用而形成的一类具有一维,二维或三维无限网络结构的配位化合物[1]。

近年来,配位聚合物作为一种新型的功能化分子材料以其良好的结构可裁性和易功能化的特性引起了研究者浓厚的兴趣。

配合物有无机的金属离子和有机配体,因此它兼有无机和有机化合物的特性,而且还有可能出现无机化合物和有机化合物均没有的新性质。

配位聚合物分子材料的设计合成、结构及性能研究是近年来十分活跃的研究领域之一,它跨越了无机化学、配位化学、有机化学、物理化学、超分子化学、材料化学、生物化学、晶体工程学和拓扑学等多个学科领域,它的研究对于发展合成化学、结构化学和材料化学的基本概念及基础理论具有重要的学术意义,同时对开发新型高性能的功能分子材料具有重要的应用价值[2-7]。

并对分子器件和分子机器的发展起着至关重要的作用。

配位聚合物在新的分子材料中将发挥重要的作用。

配位化学理论在材料的分子设计中也将起着重要的指导作用。

材料按其性能特征和用途大致可划分为结构材料和功能材料两大类。

功能材料种类繁多,功能各异,其共同的特点和发展趋势是:(1) 性能优异;(2) 分子化;(3) 巨大的应用前景。

金属有机光电磁材料综合了这几方面特点,将发展成为新一代材料,其结构和性能决定了它的应用越来越广泛。

金属有机多孔配位聚合物的研究进展

金属有机多孔配位聚合物的研究进展

金属有机多孔配位聚合物的研究进展多孔材料在物质分离、气体储存和异相催化等领域有着广泛的应用。

传统的无机多孔材料包括硅藻土和沸石等天然多孔材料和名目繁多的(如,活性炭、活性氧化铝、蛭石、微孔玻璃、多孔陶瓷等)人工多孔材料。

天然无机多孔材料的结构类型有限,人造无机多孔材料虽然可克服这一缺点(通过改变制备工艺,人们可以制备从微孔、中孔到大孔等各类多孔材料),但是人造多孔材料的缺点是无法获得均匀孔结构。

近年来"无机!有机杂化配合物作为一种新型的多孔材料引起了人们的广泛关注。

人们将这种配合物定义为金属有机类分子筛"其孔洞处在纳米的数量级" 又称纳米微孔配位聚合物,这类材料的功能可以通过无机物种或有机桥联分子进行调节,过渡金属可以将其还原转化为沸石性主体,从而产生一些有趣的具有磁性和光谱特性的孔洞,而有机物质可以调节孔道尺寸、改变孔的内表面,还具有化学反应性或手性,可以弥补传统分子筛的许多不,在异相催化、手性拆分、气体存储、离子交换、主客体化学、荧光传感器以及光电磁多功能材料等领域显示出良好的应用前景。

和无机多孔材料相比,这类分子材料具有(1)结构多样性:MOFs是由金属离子(node)和有机配体(linker或spacer)通过配位键形成的配位聚合物,有机配体分子的多样性和金属离子配位几何的多样性导致了它们构成的配位聚合物结构的多样性(2)分子设计和分子剪裁的可行性:调节有机配体的几何性质和选择不同配位几何的金属离子可调控配位聚合物孔的结构(3)制备条件温和:在常压或几十个大气压,200度左右或更低的温度下反应等优点,因而对MOFs 的研究备受化学和材料科学工作者的关注。

由于配位聚合物的形成可以看作具有各自配位特征的配体和金属离子之间的合理识别与组装,因此,配体的几何构型和配位性能及金属离子的配位趋向和配位能力对配位聚合物的结构起着决定作用。

此外,阴离子、溶剂、反应物配比、溶液的pH、合成方法(水热或溶剂热,溶液法、扩散法、溶胶法)、反应温度等也对配位聚合物的结构有重要的影响。

吡啶羧酸类配位聚合物的研究进展

吡啶羧酸类配位聚合物的研究进展
c t lss mo e ulr a ay i, l c a ma nes f p ii e a b x lc cd o r n to c m p un s g t o yrd n c r o yi a i c o dia in o o d we e e i we r r v e d.The e eac r s r h r s t n v l p e ta va c s O o r n to o p u s n r c n e r e uls a d de eo m n d n e f c o dia in c m o nd i e e ty a s wer r s n e Th e s e tv o e p e e td. e p r p ci e f r f t e d v lpme n ti ed i s iel n ine . uur e eo nti h sf l salo br fy me to d i K e wor : o di t n p l me ; n ie ptc ; hia e a a in a aa y i m oe u a g e s y ds c or nai o y r no ln aro i s c r ls p r to nd c tl ss; l c l rma n t o

要: 作为潜在的新型功能材料 , 吡啶羧酸类配位 聚合物 近年来得 到科学家 的普遍关注 。本文主要对
吡 啶 羧酸 类 配 位 聚 合 物 在 手 性 拆 分 和 催 化 、 子 磁 体 、 线 性 光 学 方 面 的研 究 进 行 了综 述 , 举 了近 年 来 这 分 非 列 类 配 位 聚 合 物 的 研 究成 果 和开 发 进 展 , 对 其 发 展 前 景 作 出 了展 望 。 并 关 键 词 : 位 聚 合 物 ; 线 性 光 学 ; 性 拆 分 和催 化 ; 子 磁 体 配 非 手 分

[高分子材料] 南开大学卜显和:多孔配位聚合物的发展历程及研究进展

[高分子材料] 南开大学卜显和:多孔配位聚合物的发展历程及研究进展

南开大学卜显和:多孔配位聚合物的发展历程及研究进展2020-01-04以下文章来源于中国科学杂志社,作者中国科学:化学多孔配位聚合物(PCP)(包括金属有机框架)是一类由金属节点和配体通过配位键连接形成的晶态多孔材料。

作为一类新兴的无机-有机杂化材料, PCP具有丰富且可调节的结构和功能, 因此其在气体吸附分离、催化、传感等诸多领域展现出巨大的应用潜力, 是多学科交叉的研究热点。

南开大学化学学院卜显和教授课题组近期在《中国科学:化学》发表评述,依据PCP的结构及性质特点,总结了第一至第四代多孔配位聚合物PCP研究的发展历程, 介绍了该领域的主要研究内容和典型研究进展, 进而基于该领域未来面临的挑战和发展趋势分析了材料的实用化前景。

近年来, 多孔配位聚合物(porous coordination polymer, PCP) (包括金属有机框架(metal-organic framework, MOF))的研究方兴未艾。

PCP是由金属节点(金属离子或金属簇)和有机连接体通过配位键自组装形成的具有无限网络结构的材料。

其作为配位超分子化学的一个重要组成部分, 与无机化学、有机化学、晶体工程、拓扑学、材料化学及固态化学等领域相互交叉、渗透, 现已成为化学和材料领域的研究热点之一。

相较于传统的无机多孔材料(如沸石分子筛、微孔二氧化硅), PCP具有结构和组成多样、结构可设计、孔道可调节和易于功能化的优点。

因此, 这类材料在吸附分离、催化、检测、磁性以及光电等领域展现出巨大的应用价值和潜力。

按照PCP的发展历程和属性对其进行的分类根据剑桥晶体数据中心的统计, 1972~2016年, 约有7万例可被定义为MOF的新结构被合成, 对应的可定义为PCP的化合物的数量更加庞大。

基于PCP数量的急剧增长, 相关研究论文的发表数量也在逐年递增。

与此同时, 涉及PCP材料的研究领域不断扩大。

目前PCP的研究热点主要集中在以下5个方面。

二酸杂核配位聚合物的研究进展

二酸杂核配位聚合物的研究进展
WANG Xi a o— — y a n
( Ma t e r i a l s a n d C h e mi c l a E n g i n e e r i n g , We s t A n h u i U n i v e r s i t y ,A n h u i L u a n 2 3 7 0 1 2 ,C h i n a )
摘 要 :两种不同的金属离子共存的二酸金属杂核配位聚合物具有独特结构,使其在磁性、发光材料等方面有潜在应用前
景 。分 别从 二酸作为单一配体 的杂核金属 聚合 物 、引人 其他 共存 配体 的混 合配体 杂核 金属 聚合物 、杂 核配位 聚合物 的结构 特点 、
性 能以及合成杂核金属聚合物 的方法这三方 面 ,论述 国内外 研究进展 。
Ke y wo r d s :d i a c i d l i g a n d s ;h e t e r o me t a l c o mp l e x e s ;s y n t h e s i s me t h o d
1 9 8 5年 ,G a t t e s c h i 等以双水 杨基二亚胺希 夫碱 为配体合 成 了三核 c u G d配合 物 ,磁性研 究表明 c u与 G d 之 间发生了弱的 铁磁耦合作用 。这 一发 现引起 了人 们在 异核金 属 配合物 合 成 、
结 构 和 磁 性 方 面极 大 的研 究 兴 趣 。 由于 二 酸 与 金 属 杂 核 配 位 聚
磁性 ,其 中 C a Mn和 C a F e 有 弱的反铁磁性 。后来合成得到 了具 有相 似 结 构 的 配位 聚 合 物 如 [ B a F e ( m 1) a : ( H 0) ] ,[ B a C o ( m a 1 ) ( H O) ] 。还有相似组成的[ N a z N i ( m 1) a ( H 2 0) 6 ] , 分子 中沿 [ 1 0 1 ] 方向延伸的平面之间通过 ( 一H: 0) : N a : 连 接 成三维 网络结构 ,金属 N i 之 间有弱 的反 铁磁性 。由于包 含桥

新型金属_有机骨架配位聚合物_MOF_的研究进展_杨捷

新型金属_有机骨架配位聚合物_MOF_的研究进展_杨捷

收稿日期:2009-09-09作者简介:杨捷,女,硕士,江苏盐城人,研究方向:纳米多孔配位聚合物。

文章编号:1002-1124(2009)12-0054-03Sum 171No.11化学工程师ChemicalEngineer2009年第12期体合成的骨架结构比较简单,但稳定性较差。

多齿配体的配位情况比较复杂,得到的配合物稳定性较好。

有机配体主要包括羧酸类、氨类、吡啶类、醇类和腈类等。

常见的中性配体为含氮杂环类化合物。

1.2金属离子的选择构筑MOFs的另一要素是金属离子。

金属离子在构筑配位聚合物中充当连接配体的结点,不同金属离子具有不同的配位数和配位构型,因而在构筑MOFs中起着不同的连接作用。

近几年,除过渡金属离子外,稀土金属离子尤其是镧系金属离子开始被使用,它们的配位数较高,为七、八或九配位,可以形成具有丰富多彩结构的M OFs。

由上可见,设计具有一定功能的多孔配位聚合物比较简单,但在实际的合成中却很难控制M OFs 的结构,主要问题是:(1)当客体分子移走后,合成的骨架容易坍塌;(2)骨架网络的相互贯穿(interpene-tration)现象,即两个或两个以上的独立无限网络通过物理作用互相交织在一起而形成一个分子整体。

相互贯穿会导致孔径大幅度减小甚至完全消失,为了避免贯穿结构,人们对结点和联结桥进行了精心的设计,虽然采取了很多方法避免相互贯穿,但最终的结构还是很难控制。

2MOFs的分类随着配位化学涵盖的范围和研究内容的不断扩大,MOFs的种类和数目在不断增长,结构新颖、性能特殊的配合物源源不断地涌现。

目前,M OFs的合成主要采用几种配体:含氮杂环配体、含羧基配体、含氮杂环与羧酸混合配体、两种羧酸混合配体等。

最常用的是前两种,下面我们将分别介绍。

2.1含羧基配体的MOFsYaghi用锌盐与对苯二甲酸(BDC)反应得到了立方结构的三维多孔聚合物[Zn4O(BDC)3](M OF-5)(图1(a))[3],球体代表形成的孔洞,其直径为1.85 nm,比表面积为2500~3000m2·g-1。

多羧酸类配体(TPBTECHLT2GTIDADCBP)构筑的配位聚合物的设计、..

多羧酸类配体(TPBTECHLT2GTIDADCBP)构筑的配位聚合物的设计、..

多羧酸类配体(tp,btec,H2IDA,debp)构筑的配位聚合物的设计、合成、结构及性质摘要配位聚合物由于结构上的多样性以及在吸附、催化、磁性等新材料领域潜在的应用价值,近年来这一领域的研究成为集基础研究和应用研究于一体的前沿课题。

按照晶体工程的原理,通过选择特定几何构型的中心金属离子和特殊的有机配体可以在一定程度上实现晶态材料的的定向设计和合成,其中,具有螺旋结构的的材料的设计与和合成是目前研究的挑战与热点。

螺旋结构在自然界普遍存在,但是在合成材料中还是比较少见的。

最近,通过配体和金属离子的自组装设计合成具有螺旋结构的的配位聚合物已经取得了很多进展,但是大多数还都是使用含有磷酸,亚磷酸以及氧化物的无机螺旋结构。

本研究采用溶液法、水热法以二元或多元羧酸(对苯二甲酸,均苯四酸,亚氨基二乙酸,4,4’一二羧酸一2,2'-联吡啶,3,3’.二羧酸.2,2’.联吡啶等)为主要的桥联配体与过渡金属Zn2+,cd2+,Cu2+,主族金属Pb2+及稀土金属离子构筑多种配位聚合物,并对它们的晶体结构和性质进行了表征。

本文共分为五部分。

首先概述了配位聚合物的基本概念、研究进展、羧酸类配体构筑的配位聚合物总览以及常用合成方法。

以剐性芳香族多羧酸化合物对苯二甲酸,均苯四酸为配体与具有d10结构的过渡金属在不同条件下形成不同的配合物,并研究了它们的荧光性质,提出许多d旧电子组态的金属,如zrl2+,Cd2+,Cu+,Ar等与对苯二甲酸构成的配位聚合物都表现出明显的荧光性质。

以均苯四酸为桥联配体与Cd”形成三维配位聚合物,该聚合物中有直径为9.3×4.7A的孔道,水分子填充在孔道之中,同时该化合物也有好的荧光性质。

氨基酸类配体是被广泛研究使用的配体,此类配体具有较多的配位点,因其在生物等领域的应用而备受重视。

以柔性的二羧酸一亚氨基二乙酸为配体,邻菲罗啉为第二配体与cu2*形成独立的配合物分子,并且从实验和理论上对该化合物的光谱进行了研究。

金属有机多孔配位聚合物的控制合成研究进展

金属有机多孔配位聚合物的控制合成研究进展

个 晶体 结构 内 , 个 或 多 个对 称性 相 似但 不 存 在 共 两
价键 的独 立单 元 结 构 相互 套 接 能团 , C H、 如 O。 NO。P 。 等 。溶 剂 、O H
多选 用碱性 , D 如 MF 三 乙胺 ( E 等 用 来 对 有 机 , T A) 配体进 行 去质 子 化 。有 时 , 要 选 用 适 宜 的模 板试 还
要 求高 。
2 2 2 水 热 法 . .
wok M0F 是 由金 属离 子 和 有机 配 体 通过 超 分 子 r, )
自组 装而形 成 。这种 配合 物可 以通 过 不 同金 属离 子 与各 种刚性 有机 配体 相络合 而 合成 出不 同孔结 构 的
金属一 有 机 骨 架 , 并可 以在 有 机 配体 上 带 上 一些 功 能性 的修饰 基 因( 一B 、 如 r ~NH。 ) 使 这 种配 合物 等 , 在 结构 上更具 独特性 和功能性 。 ] 因其 在催 化 、 离 、 分 吸附 、 气体 储存 、 学 材料 等 光
1 引 言
金 属有机 多孔 配位 聚合 物 ( oo smea o g n p ru tl ra —
i c odn t n p lmes 或 mea—ra i fa — c o riai oy r o tl g nc rme o
产 生 。这种 方法 较简便 , 件温 和 , 条 易得 到 高质 量 可 用 于结 构分 析 的单 晶 , 但耗 时较长 , 反应 物溶 解性 对
第 2 5卷 第 6期
金属有机 多孔配位聚 合物 的控制合成研究进展
李 健
( 肥师范学院化学系 , 徽 合肥 206) 合 安 30 1
[ 摘
要 ]综 述 了 多孔 金 属 有 机 骨 架 配 合 物 的 性 能 特 点 、 成 方 法 、 制 途 径 及 最 新 的研 究 方 向 。 通 过 调 节 有机 配 体 、 属 合 控 金

高效配位聚合物的合成及应用研究

高效配位聚合物的合成及应用研究

高效配位聚合物的合成及应用研究近年来,高效配位聚合物在材料科学领域引起了广泛的关注。

这种聚合物通过合理设计和合成,能够实现优异的性能和广泛的应用。

本文将从合成方法和应用研究两个方面,探讨高效配位聚合物的最新进展。

一、合成方法高效配位聚合物的合成方法多种多样,其中最常见的是配位交换法和配位自组装法。

配位交换法是一种通过配位基团之间的交换反应来合成聚合物的方法。

这种方法的优点是反应条件温和,适用于大多数配位基团。

同时,配位交换法还可以实现不同配位基团的组合,从而获得具有多种性质的聚合物。

配位自组装法是一种通过配位基团之间的非共价相互作用来合成聚合物的方法。

这种方法的优点是反应条件简单,适用于大规模合成。

配位自组装法还可以实现聚合物的自组装,形成具有特定结构和性能的材料。

二、应用研究高效配位聚合物在多个领域具有广泛的应用。

以下将重点介绍其在催化、传感和能源存储方面的研究进展。

1. 催化应用高效配位聚合物在催化领域发挥着重要的作用。

通过合理设计和合成,可以制备具有高催化活性和选择性的催化剂。

例如,一种含有金属配位基团的聚合物可以作为催化剂用于有机合成反应,实现高效的催化转化。

2. 传感应用高效配位聚合物在传感领域有着广泛的应用前景。

通过引入特定的配位基团,可以实现对特定分子的高灵敏度和高选择性的检测。

例如,一种含有荧光配位基团的聚合物可以作为荧光探针用于生物分子的检测,实现高效的传感。

3. 能源存储应用高效配位聚合物在能源存储领域也具有重要的应用价值。

通过合理设计和合成,可以制备具有高电导率和高稳定性的聚合物。

例如,一种含有导电配位基团的聚合物可以作为电极材料用于超级电容器的制备,实现高效的能量存储。

三、展望高效配位聚合物的合成和应用研究还有许多挑战和机遇。

未来的研究可以从以下几个方面展开:1. 合成方法的改进:目前的合成方法仍然存在一些局限性,需要进一步改进。

例如,可以探索新的合成策略,提高合成效率和产物纯度。

纳米多孔配位聚合物的研究进展

纳米多孔配位聚合物的研究进展
i n a n tc p o e i s c a d m g ei r p r e . t
Ke r s: o r i ai n p l me s o o t ras;sr c u e;n n me e t ras y wo d c o d n t oy r ;p r usmae l o i tu t r a o trmae l i
etnie eerh df ls nn vl oosm t as n—i e s n l( 、 odm ni a 2 x s l rsa e ed oe pru ae l e vy c i i i r .O edm ni a 1 t —i e s nl( D)a dtre o D) w o n e— h dm ni a 3 i e s n l( o D)p ru oria o o m r cn b ytei d b h e -se byo e o sad te oo scodnt n pl es a e snh s e y t sl asm l fm t in n h i y z e f l a
维普资讯
第2 9卷第 3期
20 0 7年 5月








Vo . 129 No. 3 Ma 0 v20 7
J URNAL OF NAN I O JNG UNI RST E VE I Y OF T CHNOL OGY
纳 米 多 孔 配 位 聚 合 物 的 研 究 进 展
朱敦如 , 俊 , 周 杨 捷 , 魏魏, 包 沈 旋
( 南京 工业大要 :纳米 多孔材料可用作催化剂 、 气体储存材料和光 电子 器件 , 目前新型 多孔 材料 的研 究热点之一. 是 借助 自

金属配位聚合物的合成与结构性质研究

金属配位聚合物的合成与结构性质研究

金属配位聚合物的合成与结构性质研究近年来,金属配位聚合物(Metal-Organic Polymers,简称MOPs)作为一类新型的功能材料受到了广泛的关注。

它们由金属离子和有机配体通过配位键连接而成,具有丰富的结构多样性和优异的性能。

本文将探讨金属配位聚合物的合成方法以及其结构性质的研究进展。

一、金属配位聚合物的合成方法金属配位聚合物的合成方法多种多样,常见的包括溶剂热法、溶剂热反应法、溶剂热溶胶法、溶胶热溶胶法等。

其中,溶剂热法是一种常用的合成方法,通过将金属离子和有机配体在有机溶剂中反应,形成晶体或凝胶。

这种方法具有简单、高效的优点,能够合成出高度结晶的金属配位聚合物。

另外,溶剂热反应法是一种将金属离子和有机配体在高温高压条件下反应的方法。

这种方法能够合成出具有较高孔隙度和表面积的金属配位聚合物,具有较好的气体吸附和储存性能。

溶剂热溶胶法和溶胶热溶胶法则是通过将金属离子和有机配体溶解在溶剂中,形成溶胶后再通过热解析的方式制备金属配位聚合物。

这两种方法能够合成出具有较高孔隙度和表面积的金属配位聚合物,具有广泛的应用前景。

二、金属配位聚合物的结构性质研究金属配位聚合物具有丰富的结构多样性,其结构性质的研究主要包括晶体结构分析、孔隙结构表征以及物理性质测试等方面。

晶体结构分析是金属配位聚合物研究的重要内容之一。

通过X射线衍射技术可以确定金属配位聚合物的晶体结构,包括晶胞参数、晶体对称性以及金属和有机配体的配位方式等。

晶体结构分析的结果对于理解金属配位聚合物的形成机理以及性质起到了关键作用。

孔隙结构表征是金属配位聚合物研究的另一个重要方面。

金属配位聚合物具有较高的孔隙度和表面积,这使得它们在气体吸附、储存以及分离等方面具有广泛的应用潜力。

通过气体吸附实验,可以测定金属配位聚合物的孔隙结构参数,包括孔径、孔体积以及孔隙分布等。

这些参数对于金属配位聚合物的应用性能有着重要的影响。

此外,金属配位聚合物的物理性质测试也是研究的重点之一。

功能配位聚合物研究进展

功能配位聚合物研究进展

功 能 型配位 聚合 物 已经成 为材料 科学 领域 发展 的重 要 前沿 方 向之 一 , 要是 由于 其结 构具 有 多 样性 和 主 优异 的功能特 性 .它 与一般 的无 机化 合 物或有 机 高分 子 化合 物 不 一样 , 可 以包 含 多种 多 样 的金 属 离子 和 它 有机配 体 , 有特 殊 的物理 、 具 化学 性质 .配位 聚合 物的研 究跨 越 了无机 化学 、 有机 化学 、 位 化学 、 料化 学 、 配 材 物理化 学 、 物化 学 、 生 晶体工 程学 等多个 学科 和 门类 .配 位 聚合 物 作 为一 种 新 型分 子 功 能材 料 在 气体 存 储 、 光 、 磁 以及 手性 拆分 和催 化等 领域 已展示 出非 常诱 人 的发展 和应 用前 景. 电、
被合成 出来 , 促使 这类 材料 在气 体储存 方 面 的应 用逐 步成 为可 能.
合成 的方法[ 把预 想 中的配位 聚 合物孔 材料 , 6 通过 合 理 的选 择次 级结 构单 元来 构筑 , 在一 定程 度上很 好 地实 现 了 目的性 的设计 和合 成.随 着金属 有机 骨架 材 料研 究 的 不 断深 入 , 多 具有 高 比表 面和 大 孔 隙率 的材 料 更
Pr g e s i e e r h o u c i n lc o di to o p u s o r s n r s a c f f n to a o r na i n c m o nd
W A N G a Y n
Ba j ie st tS a n ,Chia) o iUn v riy ofArsa in e, o i7 1 1 h a xi n
1 功 能 配 位 聚 合 物在 气 体 吸 附 方面 的研 究 E 5 1] -

配位聚合物材料的合成与性能研究

配位聚合物材料的合成与性能研究

配位聚合物材料的合成与性能研究随着科学技术的不断发展,新材料的研究成为了各个领域的研究重点之一。

配位聚合物作为一种新型的材料,其独特的结构和优异的性能吸引了众多科学家的关注。

本文将介绍配位聚合物材料的合成方法和性能研究进展。

一、配位聚合物的定义及特点配位聚合物是一种由配位键架构起来的高分子材料,其主要特点是分子结构重复出现的均质网络结构。

配位聚合物的分子结构有规律,晶胞中的分子大多数是通过同种或不同种的化学键相互连接而成。

这种材料具有结构可控性强、具有压缩性等特点,并且可以被用于催化、气体存储和电化学储能等领域。

二、配位聚合物的合成方法目前,常见的配位聚合物合成方法主要有两种:一种是配体自组装合成方法,即利用配体之间的自组装特性实现配位聚合物的合成;另一种是金属有机框架化合物反应法,即通过将无机金属离子和有机配体进行配位反应,从而形成具有网状结构的配位聚合物。

这两种方法均可在常温常压下进行,环保健康,适用范围广。

三、配位聚合物的性能研究配位聚合物作为一种新型的材料,其性能表现主要包括结构、物理和化学性质。

在学术界和工业界中,对其性能的研究主要围绕以下领域展开。

1. 催化性能研究配位聚合物可作为催化剂应用于各种催化反应中。

在传统的催化反应体系中,配位键环境对反应物分子的吸附产生了显著影响。

通过合理的设计和选用合适的金属离子和配体,形成高效的催化剂,提高反应效率和选择性。

2. 气体存储性能研究配位聚合物作为一种具有特殊孔结构的材料,可用于气体的吸附和存储。

在气体存储领域,研究人员主要关注的是配位聚合物中的吸附性能,即对于不同气体的吸附量和吸附选择性。

3. 电化学储能性能研究在电化学储能领域,配位聚合物被广泛研究作为电极材料。

研究人员综合考虑了吸附性能和电导率等因素,提高储能性能。

四、未来展望配位聚合物作为一种新型的材料,具有较大的发展潜力。

未来,人们将继续研究配位聚合物的合成和性能,寻找使用和应用场景,助力科技创新和产业升级。

稀土配位聚合物及其研究进展

稀土配位聚合物及其研究进展
聚合物及其研究进展
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稀土配位聚合物及其研究进展
郝志刚, 朱沈豪夫, 张南哲
( 延边大学工学院, 吉林 延吉㊀1 3 3 0 0 2 )
摘要: 稀土配位聚合物以稀土元素独特的性质和配位结构的多样性以及加工成型容易、 稳定性高等优点, 具有广阔的应用前景。本文详 细地综述了稀土配位聚合物的特点、 主要类型及其制备方法, 并展望了在荧光、 磁性、 气体吸附与分离和反应选择性催化等方面的潜在 应用。 关键词: 稀土元素; 配位化合物; 稀土配位聚合物 中图分类号: O 6 4 1 . 4㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码: A ㊀㊀㊀㊀文章编号: 1 0 0 8- 0 2 1 X ( 2 0 1 7 ) 2 4- 0 0 7 3- 0 2
( C o l l e g eo f E n g i n e e r i n g ,Y a n b i a nU n i v e r s i t y ,Y a n j i ㊀1 3 3 0 0 2 ,C h i n a ) A b s t r a c t : L a n t h a n i d ec o o r d i n a t i o np o l y m e r s ( L n - C P s )p o s s e s s b r o a da p p l i c a t i o np r o s p e c t s d u et om a n ya s p e c t s o f a d v a n t a g e s , s u c ha s t h e u n i q u e p r o p e r t i e s o f L a n t h a n o n - b a s e d ,t h e d i v e r s i t y o f c o o r d i n a t i o ns t r u c t u r e ,e a s y p r o c e s s i n g ,h i g hs t a b i l i t y a n ds o o n .I nt h i s p a p e r , t h e c h a r a c t e r i s t i c s , m a i nt y p e s a n dp r e p a r a t i o nm e t h o d s o f L n - C P s a r e r e v i e w e di nd e t a i l . A l s o , t h e p o t e n t i a l a p p l i c a t i o n s o f L n - C P s s u c ha s f l u o r e s c e n c e ,m a g n e t i s m ,t h ea b s o r p t i o na n ds e p a r a t i o no f g a s a s w e l l a s s e l e c t i v ec a t a l y s i s o f r e a c t i o na r ep r o s p e c t e di nt h ee n d . K e yw o r d s :L a n t h a n i d ee l e m e n t s ; c o m p l e x ; L a n t h a n i d ec o o r d i n a t i o np o l y m e r ㊀㊀稀土配位聚合物是Ⅲ B族钪( S c ) 、 钇( Y ) 和镧系元素和某 些具有特定几何构型的有机配体通过配位键形成的具有高度 规整的一维( 1 D ) 、 二维( 2 D ) 、 或三维( 3 D ) 无限网络结构的聚 合物。因为稀土离子具有独特的性质和较高的配位数及灵活 1 ] , 使稀土配位聚合物的结构多样化、 性能优 多变的配位模式 [ 异, 在发光、 磁性、 气体吸附与分离、 催化和生物医药等众多领 2 - 3 ] 域呈现出广阔的应用前景 [ 。 中, 加入乙烯基三乙氧基硅烷( 或二甲基二乙氧基硅烷) 和甲基 丙烯酸甲脂两种改性剂以及适量的过氧化苯甲酰进行聚合改 3 + u 配合物并有机改性的 S i O 性, 得到 了 掺 杂 E 2 凝胶玻璃 O R M O S I L ) 基质复合干凝胶。结果表明, 掺杂 E u ( T T A ) d p p z ( 3 的O R M O S I L发光稳定性比 E u ( T T A ) d p p z 配合物有明显提高, 3 而且聚合改性有效提高了 O R M O S I L的力学性能, 显著增强了 发光强度。 共混掺杂制备稀土配位聚合物, 虽然是一种简便、 适应性 广和实用性强的方法,但是存在着许多局限性。例如, 多数稀 土配位化合物与基体高分子材料的相容性差, 在高浓度掺杂时 易发生相分离, 影响材料的性能, 而且导致材料的透明性下降, 对发光体来讲还会发生荧光分子间的猝灭作用, 使其荧光强度 5 ] 降低, 荧光寿命下降等 [ 。 1 . 2 . 2 ㊀键合型稀土配位聚合物 键合型稀土配位聚合物是将稀土离子以配位键直接键合 在高分子链而形成。与掺杂型稀土配位聚合物相比, 稀土离子 及其配合物与基质树脂的亲和性好, 可获得宽稀土含量的聚合 物。其制备主要有以下三种方式: ( 1 ) 先制备含有特定反应性基团的聚合物, 再与稀土化合 物或稀土配合物进行配位反应, 获得键合型稀土配位聚合物。 含有特定反应基团的聚合物有: 含有羧基、 磺酸基或羟基等 ①、 反应性基 团 的 共 聚 物 或 均 聚 物, 如 苯 乙 烯 -丙 烯 酸 共 聚 物 ( P S A A ) 、 部分羧化或磺化的聚苯乙烯( C P S 或S P S ) 等; 含有 ②、 二酮结构的聚合物, 如苯甲酰乙酰苯乙烯 - 苯乙烯共聚物、 β- 聚芳基 β- 二酮; 部分被羧芳酰基( 如, 2-羧基苯甲酰基、 3 ③、 - 羧基 - 2-萘甲酰基及 1-羧基 - 8-萘甲酰基等) 取代的聚 6 ] 苯乙 烯。 例 如, 唐 洁 渊 等[ 由 E u O 、 噻吩甲酰三氟丙酮 2 3 ( H T T A ) 和异丙醇钠合成了稀土配合物 N a E u ( T T A ) 4 , 然后在 H值下加入至配阴离子苯乙烯 -丙烯酸共聚物( P S A A ) 不同 p 的溶液中发生配位反应, 得到了配位聚合物 N a E u ( ) - T T A- Ⅲ

新型金属_有机骨架配位聚合物_MOF_的研究进展

新型金属_有机骨架配位聚合物_MOF_的研究进展

新型金属_有机骨架配位聚合物_MOF_的研究进展新型金属-有机骨架配位聚合物(Metal-Organic Frameworks,简称MOFs)是一种由金属离子或金属簇与有机配体之间通过配位键连接而形成的具有可调控的高度排列有序孔道结构和特定物理性质的晶体材料。

MOFs在储能、吸附分离、催化等领域具有广泛的应用前景,因此近年来受到了广泛的研究。

首先,研究者在MOFs的合成和结构调控方面取得了重要进展。

传统的MOFs合成方法主要基于溶剂热法,但这种方法由于反应条件严格,合成周期长等问题限制了MOFs的进一步应用。

近年来,研究者开发了一系列新的合成方法,如溶胶-凝胶法、水热法、气相沉积法等,这些方法不仅合成周期短,而且允许在合成过程中引入功能化的功能基团,从而进一步增强MOFs的特性和功能。

其次,研究者在MOFs的结构调控和功能化方面取得了重要突破。

MOFs的孔道结构可以通过选择合适的金属离子和有机配体、调节反应条件等方法进行调控。

例如,研究者通过调节金属离子的份额和有机配体的长度,可以在MOFs中形成不同孔径和形状的孔道结构。

此外,研究者还通过在有机配体中引入特定的功能基团,可以赋予MOFs特殊的物理性质和化学活性。

这些结构调控和功能化方法进一步扩展了MOFs的应用领域。

与此同时,研究者还广泛探索了MOFs在能源转换和储能领域的应用。

MOFs具有高表面积和可调控的孔道结构,因此可以用作气体吸附剂、催化剂和电池材料等。

例如,研究者开发了一种基于MOFs的超级电容器,利用其高表面积和金属离子之间的可逆嵌入/脱嵌反应,实现了高能量密度和长循环寿命。

此外,MOFs还可以用作催化剂,通过调节孔道结构和功能基团的特性,提高催化剂的催化活性和选择性。

最后,研究者还在MOFs的应用领域展开了大量的研究工作。

MOFs在气体吸附分离、储氢、光催化和药物传递等领域都有重要的应用潜力。

例如,在气体吸附分离方面,MOFs具有可调控的孔道结构和选择性吸附能力,可用于分离稀有气体和有机气体。

新型多孔配位聚合物材料的研究

新型多孔配位聚合物材料的研究

新型多孔配位聚合物材料的研究随着科学技术的不断发展,新材料的研究正逐渐成为人们关注的焦点之一。

在这个领域中,新型多孔配位聚合物材料的研究备受瞩目。

这种材料不仅有广泛的应用领域,而且具有许多独特的性质和优势。

本文将重点探讨这种材料的研究进展、结构特点、应用前景等方面。

一、概述在多孔材料的范畴中,配位聚合物材料(Coordination polymers,CPs)是一类非常受欢迎的材料。

它们具有高度可调性、结构独特、孔径可调等特点,通过改变它们的结构能够调控它们的性质。

新型多孔配位聚合物材料(MPCPs)是配位聚合物材料的一种新型进化,指在单一材料中融合了完全不同类型的孔和功能单元的多孔配位聚合物。

MPCP作为一种非常有前途的多孔材料,具有较高的比表面积、非常规的孔道结构和多功能性。

二、结构特征MPCPs的基本结构单元由金属离子、有机配体和功能单元组成。

其中,金属离子常用铜、锌、铝、铱等,有机配体则是通过柔性的有机配体和刚性的配体构建的。

细化地来说,MPCPs 的框架特征在如下几个方面:(1) 多维结构MPCPs多维结构的优势在于其可较好地限制小分子的活性剂,并使反应运行在较高的反应条件下,得到的产物的活性也是较高的。

(2) 孔径可调节性MPCPs 中的孔道大小、形状和疏密度可由其构建的有机配体、功能化单元的改变而调整。

(3) 组分可多样性MPCPs中的功能化单元可以是具有结构多样性的嵌入化合物,如激发剂、催化剂和药物等。

具有这种组分多样性的MPCPs在生物医学领域的应用前景非常广泛。

三、应用前景MPCPs因其高度可调性和多功能性而在不同领域得到广泛的应用。

根据其不同的结构和特征,其应用方向有如下稳定性。

(1) 气体分离MPCPs的内部架构被广泛用于对不同气体的分离。

这一领域可以应用于油田地球化学研究和空气净化生态系统研究,目前对于稀有气体的分离效果尤为符合实际需求。

(2) 催化剂MPCPs中的功能化单元通常选用金属配合物,而且展现了在稠密性的第一类负载均匀的分布,极大地提高了催化剂的活性和选择性,同时有助于延长催化剂的使用寿命,使其在石油、医药等化工领域中大放异彩。

烯烃配位聚合催化剂的研究进展

烯烃配位聚合催化剂的研究进展

结果与讨论
在反应机理方面,研究者们发现了一些关键因素如催化剂的电子性质、配位 基团的性质和数量等对催化剂活性和选择性的影响。这些发现有助于指导新型催 化剂的设计和优化现有的催化剂。
结果与讨论
然而,尽管取得了一定的进展,但现有的烯烃配位聚合催化剂仍存在一些不 足之处。例如,一些新型的络合物催化剂在高温下仍存在稳定性不足的问题。此 外,虽然研究者们在提高催化剂活性和选择性方面取得了一些成果但是在实际生 产过程中,这些成果往往难以转化为实际生产力。因此需要进一步研究以解决这 些问题。
材料和方法
实验材料
实验材料
本实验所用的材料包括甲醇、催化剂、去离子水等。实验所用的设备包括反 应容器、温度计、搅拌器等。
实验方法
1、催化剂的制备
1、催化剂的制备
本实验采用共沉淀法制备催化剂。首先,将金属盐溶液和沉淀剂溶液加入到 反应容器中,搅拌均匀。然后,将混合液进行滴定,控制溶液的pH值,使金属离 子完全沉淀。最后,经过洗涤、干燥等步骤,得到催化剂。
研究方法
研究方法
为了解决上述问题,研究者们采用了多种研究方法,包括实验设计、催化剂 筛选、反应机理探讨等。实验设计方面,研究者们通过设计新型的催化剂结构, 以提高催化剂的活性和选择性。同时,采用不同的实验条件,如温度、压力、溶 剂等,以优化聚合反应的条件。
研究方法
催化剂筛选也是研究者们的焦点之一。通过筛选具有高活性和高选择性的催 化剂,可以有效地提高聚合反应的效率和产品的质量。此外,针对现有催化剂稳 定性不足的问题,研究者们还研究了催化剂的合成方法,以改善催化剂的稳定性。
研究现状
研究现状
近年来,研究者们开发了一系列新型的烯烃配位聚合催化剂,包括络合物催 化剂、单活性中心催化剂、茂金属催化剂等。这些新型催化剂相较于传统的双金 属催化剂具有更高的活性和选择性,并实现了聚烯烃材料的工业化生产。

(2-甲基咪唑)配位聚合物的合成、结构及性质研究

(2-甲基咪唑)配位聚合物的合成、结构及性质研究
4.3.2配合物6-9的紫外性质47
4.3.3配合物6-9的热重分析48
4.3.4配合物6-9的催化性质49
参考文献51
第五章总结与展望53
攻读学位期间发表文章54
致谢55
第一章绪论
1.1配位化学研究概况
配位化学是在无机化学的基础上发展起来的一门学科,自1893年瑞士化学家Werner在Anorg. Chem.上发表题为“对于无机化合物结构的贡献”论文后,才在真正意义上建立起配位化学[1],从此这方面的研究一直处于无机化学的主流位置[2-3]。配位化学所研究的对象是配位化合物,配位化合物是由可以给出孤对电子或多个不定域电子的配体与具有接受孤对电子或多个不定域电子的金属离子按一定的比例形成的具有一定空间构型的化合物[4]。
测定了配合物的晶体结构,配合物1,8和9中配体bib以anti-anti-gauche的形式参与配位,配合物2,3和4中配体bib以anti-anti-anti的形式参与配位,配合物5,6和7中配体bib以gauche-anti-gauche的形式参与配位。其中配合物1和9是一维三股链(两重羧酸链和一重bib配体链),配合物8有着特别的二维(6,3)网格结构。配合物2有着不寻常的(3,4)连接的二维网格结构。而配合物4是特殊的基于Cd2(COO)2二聚体的六连接自交叉三维网络结构,而配合物5是基于Cd2(COO)2二聚体的三重穿插pcu网格。化合物3和7结构相似,有一个少见的四重穿插的四连接三维dia网格结构。这些配合物的独特结构对新颖互穿插体系的研究有很大意义。
1.2唑类配体的配位化学
基于唑类柔性配体合成的配合物,由于结构新颖,在催化、吸附以及光、电、磁等领域具有潜在的应用前景而在近几年被大量关注。
2012年,福建师范大学的一课题组在化学通讯上发表的文章中介绍了柔性配体1,4-二(2-甲基咪唑-1-基)丁烷[11],与水形成的六角棱柱十二水团簇:一个五重穿插六链接超分子结构框架,[(bmib)3(H2O)12]n,其结构如下图1-1。
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Ⅱ 墼 金
1 . 1 从 空 间维 度角 度分类
w o r k s( MO F s ) , 是 由有 机 配 体 和 中 心 金 属 离 子 以 配
位 键 的形式 通 过超分 子 自组 装 形成 的具 有一 维 、 二 维
从 结构 上来 看 , 大量具 有 丰富 的空 间拓扑 结构 的 配 位 聚合物 被合 成 : 零维 配位 聚合 物通 常 都有 丰 富的 氢键 , 在超 分 子形成 中起 主要作 用 , 包 括 多边形 , 多面 体等 ; 一维 链状 结构 通 常在链 间 由氢键 或 盯一耵相 互 作 用连 接 , 包括直链 、 双链 、 z i g z a g链 、 鱼 骨链 等 , ; 二 维 网状 结 构 主要包 括 正 方 型或 长 方 型 、 双层结构 、 蜂 窝型、 砖墙 型 、 鲱骨型 ; 三维 结构 更 为 复 杂 , 稳 定 性 也 相 对高 , 有 简单 的立 方 型 、 八面 体和类 八 面体 结构 、 金 刚石 结构 , 贯插 结构 等 “J 。
吸附与分离、 传感器 、 药物缓释 、 催化反应等领域都有 很好 的应 用前 景 , 最令 人振 奋 的是其 作 为孔 材料在 储 氢 应 用方 面 的研 究取 得 了重 要 的进 展 。
收 稿 日期 : 2 0 1 7— 0 2—1 5 作者简介 : 苑蕾 ( 1 9 8 3~) , 女, 硕士 , 中级实验师 , 主要从事无机化学实验教学 方向的研 究 , E— ma i l : 1 8 3 5 3 3 6 0 6 @q q . c o n r
( Y i n g k o u I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y , L i a o n i n g Y i n g k o u 1 1 5 0 0 0 )
Ab s t r a c t T h e c o o r d i n a t i o n p o l y me r s w h i c h a r e d i v e r s e i n s t r u c t u r e a n d d i s t i n c t i v e i n p r o p e r t i e s h a v e a t t r a c t e d ma n y a t t e n t i o n s .T h e c l a s s i i f c a t i o n o f c o o r d i n a t i o n p o l y me r s ,s y n t h e t i c me t h o d ,t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f s t r u c t u r e a n d p r o p e  ̄ y w e r e i n t r o d u c e d .T h e d e v e l o p me n t o f c o o r d i n a t i o n p o l y me r s w a s r e v i e we d i n d e mi l .
方法及结构和性能上的特点 , 并详 细评述 了配位聚合物的研 究进展。
关键词
De v e l o p me n t o n Co o r di n a t i o n Po l y me r s Yu a n L e i Z h a n g J i n g y u F u Xi a o we i Z h a n g L i n
配 位 聚 合 物 的 研 究 进 展
苑 蕾 张 静 玉 付 晓伟 张 林
( 营 口理 工学 院 , 辽宁 营1 : 1 1 1 5 o o o )
摘 要 配位聚合物结 构多样 , 性 质独特 , 近年来得到科学家 的普 遍关注 。本 文简要介 绍了配位 聚合物 的分类 、 合成 配位聚合物 分类 研究进展
第3 1 卷第 3 期 2 0 1 7年 3月
化工时刊
Ch e mi c a l I n d u s t r y Ti me s
Vo 1 . 3 1, No . 3 Ma r . 3. 2 0 1 7
d o i : 1 0 . 1 6 5 9 7 / j . c n k i . i s s n . 1 0 0 2— 1 5 4 x . 2 0 1 7 . 0 3 . 0 0 8
Ke y wor d s Co o r d i n a t i o n Po l y me r Cl a s s i f y De v e l o p me n t
配 位 聚合 物 的概 念最 早 是 1 9 6 4年提 出 的 , 其 英
文为 c o o r d i n a t i o n p o l y m e r或 me t a l—o r g a n i c f r a me —
或 三维 结构 的无 限周期 性 晶体 材 料 … 。 随着 科 学 的
发展 , 配位 聚合 物的研 究涉 及无 机化 学 、 配位 化学 、 有
机化 学 、 超 分子 化学 、 材料化学 、 生物化学 、 晶体 工 程 学和 拓扑 学等 学科 的最近成 果 , 是化 学学 科 的一 次升 华, 设 计合 成并 表征具 有特 殊性 能 的配 位 聚合物受 到 越 来 越多研 究 团 队 的关 注 。虽 然 其 真 正 发 展才 不 过 几 十 年 的历 史 , 但 其丰 富 的空 间拓 扑结构 使其 在气 体

2 8—
苑 蕾等 配 位 聚 合 物 的 研 分类
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