以功能金属配合物为模板的多孔配位聚合物的合成及性质研究

Recently, with the development of crystal engineering, molecular design and rational synthesis of porous coordination polymers with predetermined properties are frontier subjects in the fields of materials science. In this project, a series of porous coordination polymers with predetermined properties templated by functional metal complexes will be prepared through "reticular chemistry" and "modular synthesis" methods. systematically summarizing the experimental data and extracting the essential rules and theories, analyzing the relationship among products with specified structures and the character of metal complexes, better understanding the structure-directing effects and the host-guest relationship , exploring the relationship between the properties of products and host-guest cooperation effects, these results lay a strong foundation for achieving the rational synthesis of porous coordination polymers with predetermined properties.

近年来，随着人们对晶体工程学理解和认识的不断深化，如何定向设计合成具有特定功能的多孔配位聚合物已经成为材料化学研究领域的热点。本项目采用功能金属配合物作为模板剂，结合网络合成和模块合成的方法进行多孔功能配位聚合物的合成研究。总结金属配合物为模板在配位聚合物合成中的合成规律、构筑规律，分析其结构特点与功能金属配合物模板之间的关系，并进一步研究其光、电、磁等性能，深入理解模板效应、主客体间关系及主客体间协同作用对材料性能的影响，为定向合成具有特定功能的多孔配位聚合物奠定基础。

本项目主要包括以功能金属配合物为模板的多孔配位聚合物的合成及性质研究，研究的内容基本按照计划进行。首先，合成出了一个三维超分子网络结构的[Co(en)3]2[Zr2(C2O4)7]•2H2O化合物，该化合物是由阴离子配合物[Zr2(C2O4)7]6—和阳离子配合物 [Co(en)3]3+通过氢键连接自组装而成的网络结构。该化合物的带隙为2.76，说明该化合物具有半导体性质。在可见光照射下，该化合物作为光催化剂具有降解罗丹明B的能力。这种光催化作用是由于阴离子配合物[Zr2(C2O4)7]6—和阳离子配合物 [Co(en)3]3+之间存在协同效应产生的。其次，我们还合成出零维簇[Co(en)3] [Ti2F11] 化合物，该化合物的两核簇[Ti2F11]3-与乙二胺合钴配合物离子[Co(en)3]3+之间存在协同作用，可能具有表面光电压性质。此外，我们还将[Co(en)3]3+封装于γ-环糊精MOF中，研究了该化合物中的主体之间的协同作用。此外，我们还合成了一种金属-有机框架材料[Co(dimto)2(H2O)2]•4H2O和[Mn(bpdc)(H2O)2]，并研究了它们的磁学性质等。最后，我们还对纳米孔聚合物吸附罗丹明B的机理进行了研究。