基于2,2’-联吡啶-4,4’-二甲酸的3d-4f混金属配位聚合物的合成、结构与性能研究
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基于2,2’-联吡啶-4,4’-二甲酸的3d-4f混金属配位聚合物的
合成、结构与性能研究
近些年来,吡啶羧酸类配体被广泛利用于配合物的构建,其中最简单常用的配体莫过于联吡啶二甲酸,分子中含有N2O4多个配位点,具有较强的配位能力,灵活的配位模式,目前科学家们已经报道了大量关于此类配体的过渡金属配位聚合物和稀土金属配位聚合物的相关文献。虽然人们报道了多种联吡啶二甲酸与单一金属构筑的配合物,但它们性质各异,各有优缺,如今人们更渴望寻求一种适宜的条件将这种配体能够同时与过渡金属和稀土金属结合起来,形成结构新颖的
3d-4f混金属配合物。
这种配合物与单过渡和单稀土的配合物相比,因含有两种不同的金属离子可能会展现出更加丰富的结构,更加优越的性质。经查阅已报道的少量3d-4f混金属文献后,发现这些具有特殊结构的复合型配合物,在分子识别,离子交换,气体储存,荧光探测,磁性等方面有着良好的性能。
基于以上的特点,本文选择了具有多个氮,氧配位原子且易形成较稳定配合物的刚性联吡啶羧酸类配体-2,2’-联吡啶-4,4’-二甲酸,自组装合成了两例稀土金属离子和过渡金属离子配比分别为5:1和1:1的四个稀土-过渡双金属配合物。并对其进行了一些基本表征,包括单晶X射线衍射、粉末X射线、元素分析、热重、紫外、红外可见光谱等。
同时,对四个化合物的荧光性质和磁性也进行了研究。1.在溶剂热条件下,以2,2’-联吡啶-4,4’-二甲酸作为配体,与稀土金属Tb和过渡金属（M=Mn（1）,Zn （2））连接得到了两个化合物。
[Tb5Mn（BPDC）3（μ3-OH）6
（H2O）10]·Cl·（NO3）
4·12H2O（1）[Tb5Zn（BPDC）3（μ3-OH）6（H2O）
10]·Cl·（NO3）4·12H2O（2）化合物1和2是同构的,是一个由五角双锥构型的Tb5O6单元通过羧基与八面体构型的[M（BPDC）3]单元连接而成的阳离子型金属有机骨架。对化合物1进行了荧光性质和磁性研究,结果表明化合物1作为荧光探针在捕获污染物Cr2O72-的方面具有较高的灵敏度,并且分子显示出反铁磁性质。
2.采用溶剂热合成法,以2,2’-联吡啶-4,4’-二甲酸作为配体,与稀土金属Er和过渡金属（M=Mn（1）,Zn（2））连接得到了两个化合物。[ErMn（BPDC）
2（μ3-OH）（H2O）
3]·2H2O（3）[ErZn（BPDC）2（μ
3-OH）（H2O）3]·2H2O（4）化合物3和4是同构的,配体上的羧基氧原子与稀土金属Er配位,另一参与配位的氮原子连接过渡金属Mn,形成了（4,4）连接的三维网络拓扑结构。
我们对化合物3的磁性特征进行了研究,结果表明化合物3中存在反铁磁耦合作用。