一个基于3-(3′，5′-二羧基苯基)-6-羧基吡啶的Co-MOF的合成、结构及质子传导性能

选用刚性多羧酸有机配体H₃L(3-(3′,5′-二羧基苯基)-6-羧基吡啶)与过渡金属C(Ⅱ)o盐在水热条件下得到Co-MOF：{[Co₃(L)₂(H₂O)6]·3H2O}n (1)。X射线单晶结构分析表明,L^3-配体利用其3个羧基以及吡啶氮原子将Co连接形成了三维多孔骨架,孔道由结晶水分子填充。结构中的配位水与结晶水分子间通过氢键连接形成连续的一维水链,为质子传导提供了良好的路径。将配合物1与Nafion混合制作1/Nafion复合膜,交流阻抗分析结果表明配合物1的掺杂使得复合膜的质子电导率比纯Nafion膜提升了40.3%。     

基于香豆素Schiff碱双核Ni（Ⅱ）和立方烷型Cu4（μ3-O）4的四核Cu（Ⅱ）配合物的合成、晶体结构及光谱性质（英文）

合成了2个3-氨基-4-羟基香豆素类Schiff碱双核Ni?髤和立方烷型Cu4(μ3-O)4的四核Cu?髤配合物,[Ni(L1)(DMF)(H2O)]2(1)(H2L1=3-((5-溴-2-羟基-亚苄基)-氨基)-4-羟基-苯并吡喃-2-酮)和[Cu4(L2)4]·DMF·CH3OH·2H2O(2)(H2L2=4-羟基-3-((2-羟基-3-甲氧基-亚苄基)-氨基)-苯并吡喃-2-酮),并通过元素分析、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱及X射线单晶衍射分析等手段进行了表征。X射线单晶衍射分析结果表明:配合物1具有双核结构,由2个金属离子和2个配体单元组成,配合物2具有立方烷型Cu4(μ3-O)4的四核结构,由4个金属离子和4个配体单元组成。配合物1是单斜晶系、C2/c空间群;配合物2是四方晶系,I41/a空间群,且中心金属Ni?髤和Cu?髤离子的空间构型均为六配位的扭曲的八面体。此外,配合物1通过分子间氢键、C-H…π及π…π作用形成1D超分子链结构,配合物2通过分子内氢键和π…π作用形成3D超分子结构。此外,研究了H2L1,H2L2及其相应的Ni?髤和Cu?髤配合物的荧光性质。     

含硫芳香羧酸与三唑配体构筑的镍配合物的合成及结构

以1-氢-3,5-二(3-吡啶基)-1,2,4-三唑和2,2'-二硫二苯甲酸(H2L)为混合配体与硝酸镍反应合水热成了一个镍配合物[Ni(L)(3,3'-bpt)2·(H2O)3]·H2O(3,3'-bpt=3,5-二(3-吡啶基)-1,2,4-三唑,L=脱质子2,2'-二硫二苯甲酸)(1)并利用元素分析、红外和X射线单晶衍射法对其结构进行了表征。结果表明标题配合物属于单斜晶系,P21空间群,晶胞参数为a=7.9020(16),b=19.152(4),c=18.196(4),β=92.69(3)°,V=2750.7(10)3,Z=4,F(000)=1360,S=1.067。配合物中金属镍(Ⅱ)形成六配位畸变八面体构型,相邻的镍结构单元通过三唑配体的吡啶氮原子桥联形成一维无限链状结构,整个配合物通过丰富的氢键形成三维网络结构(CCDC:986971)。     

一个基于3-(3',5'-二羧基苯基)-6-羧基吡啶的Co-MOF的合成、结构及质子传导性能

选用刚性多羧酸有机配体H₃L (3-(3'',5''-二羧基苯基)-6-羧基吡啶)与过渡金属Co(Ⅱ)盐在水热条件下得到Co-MOF:{[Co₃(L)₂(H₂O)₆]·3H₂O}_n (1)。X射线单晶结构分析表明,L3-配体利用其3个羧基以及吡啶氮原子将Co(Ⅱ)连接形成了三维多孔骨架,孔道由结晶水分子填充。结构中的配位水与结晶水分子间通过氢键连接形成连续的一维水链,为质子传导提供了良好的路径。将配合物1与Nafion混合制作1/Nafion复合膜,交流阻抗分析结果表明配合物1的掺杂使得复合膜的质子电导率比纯Nafion膜提升了40.3%。     

基于1⁃(3,5⁃二羧基苄基)⁃3,5⁃吡唑二羧酸的镍(Ⅱ)配位聚合物的合成、结构、磁性和光催化性质

用水热法合成了一个新的镍配位聚合物{[Ni2(L)(bib)1.5(H2O)4]·3H2O}n (1)(H4L=1-(3,5-二羧基苄基)-3,5-吡唑二羧酸,bib=1,4-双(1-咪唑基)苯),通过单晶X射线衍射、元素分析和热重分析等方法对其结构进行表征。结构分析表明配合物1具有三维网状结构。通过变温磁化率测量发现,配合物1中的Ni(Ⅱ)离子之间存在反铁磁相互作用。另外,光催化实验表明,配合物1对亚甲基蓝污染物的光催化降解效率达到了82.7%。     

质子交换膜燃料电池Nafion/PTFE复合膜的研究

在聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜内浸入Nafion树脂,制成Nafion/PTFE复合膜用于质子交换膜燃料电池(PEMFC).该复合膜的Nafion含量在50%左右,在干态和湿态时的拉伸强度及水化/脱水过程中,其尺寸稳定性比Nafion均有所提高.在80 ℃,H2/O2压力为0.2/0.2 MPa条件下,用25 μm厚复合膜组装的电池性能优于Nafion117膜组装电池的性能.测量了复合膜的O2渗透率和含水量并与Nafion膜的性能作了比较.     

不对称Salen配体的Ni(Ⅱ)/Cu(Ⅱ)/Mn(Ⅲ)配合物的合成及其晶体结构

将(1R,2R)-环己二胺与2-羟基-1-萘甲醛和3,5-二叔丁基水杨醛反应,得到非对称Salen配体H2L,然后将配体H2L与Ni(OAc)2·4H2O、Cu(OAc)2·H2O、Mn(OAc)2·4H2O进行配位反应,得到3个单核配合物[Ni(L)]·CH2Cl2(1),[Cu(L)](2),[Mn(L)(Cl)]·CH2Cl2(3),分别采用1H NMR、FT-IR和元素分析对化合物进行了表征,并通过X射线单晶衍射技术测定了配体和3个配合物的晶体结构。配体H2L属于正交晶系,P212121空间群。配合物1属于单斜晶系,P21/c空间群,而配合物2和配合物1的结构相似。配合物3属于三斜晶系,P1空间群。     

吡咯甲亚胺镍/铜/锌配合物的合成、荧光性质及镍、铜配合物的晶体结构

合成并表征了3个配合物NiL(1),Cu_2L_2(2)和Zn_2L_2(3)(H_2L=1,2-双(3,5-二甲基-4-乙氧羰基-吡咯-2-基)苯)。单晶衍射结果表明在配合物1中,脱质子配体用4个氮原子与金属Ni(Ⅱ)配位,中心金属离子为扭曲的平面正方形配位构型。而双核配合物2拥有双螺旋结构,每个配体桥联2个具有平面正方形配位构型的铜中心。推测配合物3和2的结构类似。此外还研究了配体和配合物的荧光性质。     

一维镉(Ⅱ)和镍(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构、荧光及磁性质（英文）

在水热条件下,用联苯类四羧酸配体(H4L)和菲咯啉(phen)分别与CdCl2·H2O和NiCl2·6H2O反应,合成了2个具有一维链结构的配合物{[M2(μ3-L)(phen)3]·5H2O}n(M=Cd(1),Ni(2)),并对其结构、荧光和磁性质进行了研究。结构分析结果表明2个配合物是异质同心的,属于正交晶系,Pbca空间群。2个配合物具有一维链结构,而且这些链通过O-H…O氢键作用进一步形成了二维超分子网络。研究表明,配合物1在室温下能发出蓝色荧光,配合物2中相邻Ni?髤离子间存在铁磁相互作用。     

具有慢磁驰豫和发光性质的基于多胺酚配体的Dy(Ⅲ)和Zn/Ni-Dy(Ⅲ)配合物

合成了4个新的基于多胺酚配体的Dy(Ⅲ)和Zn/Ni-Dy(Ⅲ)配合物:[Dy(CH_3OCH3)L](1),[Dy2(μ-H2O)L2](2),[Zn2DyL2]ClO4·H2O(3)和[Ni2DyL2]ClO4·H2O (4)(H3L=N,N′,N″-三(3,5-二甲基-2-羟基苯酚)-1,4,7-三氮杂环壬烷)。X射线单晶衍射分析表明,配合物1和2分别为单核和双核Dy(Ⅲ)配合物,3和4为M-Dy(Ⅲ)-M三核配合物(M=Zn (3),Ni (4))。磁性测试表明,配合物1和2具有场诱导的慢磁弛豫行为,且2具有多个磁弛豫过程,配合物3和4中没有观察到明显的慢磁弛豫行为。荧光测试表明,配合物1~3具有Dy(Ⅲ)离子典型的窄带特征发射,由于Ni(Ⅱ)离子的荧光猝灭作用,配合物4没有明显的荧光产生。     

含4,4′-联吡啶桥联的阳离子链和嘌呤-羧酸根抗衡阴离子的一维Fe~Ⅱ和Co~Ⅱ聚合物,及由混合羧酸根配体构筑的二维Eu~Ⅲ聚合物的合成与表征（英文）

通过2′,3′-双脱氧肌苷和氯乙酸反应,得到1个多功能配体2-(6-oxo-6,9-dihydro-1H-purin-1-yl)acetic acid(HL)。该配体与其它附加配体一起与相应的金属盐反应,分别得到3个配位聚合物{[Fe(4,4′-bpy)(H2O)4](L′)2}n(1),{[Co(4,4′-bpy)(H2O)4](L′)2}n(2)和{[Eu(ox)0.5(su)(H2O)2]·H2O}n(3)(4,4′-bpy=4,4′-二联吡啶,ox=草酸盐,su=琥珀酸盐,L′=L的互变异构体2-(6-oxo-6,7-dihydro-1Hpurin-1-yl)acetate]。3个配合物均为单斜晶系C2/c空间群。配合物1和2为异质同构体,是由4,4′-二联吡啶桥联金属离子形成的一维链状结构,配合物3是由混合羧酸根构筑的二维框架结构。在配合物1和2中,脱质子的配体HL没有与金属离子配位,而是以互变异构体L′并通过氢键结合成二聚阴离子对[(L′)]2作为抗衡离子存在于配合物中。在配合物3中,配体HL分解为草酸根,2个EuⅢ被草酸根连接成二聚单元,这个二聚单元又被琥珀酸根连接成二维聚合物。另外还对配合物1和2的红外光谱、热分解性质以及配合物3的荧光性质进行了分析研究。     

含4,4'-联吡啶桥联的阳离子链和嘌呤-羧酸根抗衡阴离子的一维FeⅡ和CoⅡ聚合物,及由混合羧酸根配体构筑的二维EuⅢ聚合物的合成与表征

通过2′,3′-双脱氧肌苷和氯乙酸反应,得到1个多功能配体2-(6-oxo-6,9-dihydro-1H-purin-1-yl)acetic acid(HL)。该配体与其它附加配体一起与相应的金属盐反应,分别得到3个配位聚合物{[Fe(4,4′-bpy)(H2O)4](L′)2}n(1),{[Co(4,4′-bpy)(H2O)4](L′)2}n(2)和{[Eu(ox)0.5(su)(H2O)2]·H2O}n(3)(4,4′-bpy=4,4′-二联吡啶,ox=草酸盐,su=琥珀酸盐,L′=L的互变异构体2-(6-oxo-6,7-dihydro-1Hpurin-1-yl)acetate]。3个配合物均为单斜晶系C2/c空间群。配合物1和2为异质同构体,是由4,4′-二联吡啶桥联金属离子形成的一维链状结构,配合物3是由混合羧酸根构筑的二维框架结构。在配合物1和2中,脱质子的配体HL没有与金属离子配位,而是以互变异构体L′并通过氢键结合成二聚阴离子对[(L′)]2作为抗衡离子存在于配合物中。在配合物3中,配体HL分解为草酸根,2个EuⅢ被草酸根连接成二聚单元,这个二聚单元又被琥珀酸根连接成二维聚合物。另外还对配合物1和2的红外光谱、热分解性质以及配合物3的荧光性质进行了分析研究。     

基于Schiff碱及咪唑类配体的镍(Ⅱ)配合物的合成、结构及其抑菌活性研究

以三齿席夫碱配体H2L{1-苯基-3-[(2-羟基苯)亚胺]-1-丁酮}和单齿N-杂环[咪唑(Himdz),2-甲基咪唑(Mimdz)]与Ni(OAc)2·4H2O进行配位反应,得到2个配合物[Ni(L)(Himdz)](1),[Ni(L)(Mimdz)](2)。并用元素分析,FTIR和X-射线单晶衍射进行了表征。在固体状态,配合物1和2都属于单斜晶系,P21/c空间群,分子间通过C-H…π相互作用形成二聚体,二聚体中的每个分子通过N-H…O氢键向空间扩展成一维锯齿链状结构。初步研究了配体和配合物的体外抑菌活性,结果表明,配合物1和2具有一定的抑菌活性。     

2-(N，N-二羧甲基氨甲基)氢醌金属配合物(钴、镍、锌)的合成、晶体结构及电化学性质研究

合成了3个新的氢醌金属配合物:[Co(H2cah)(H2O)2].H2O(1),Ni(H2cah)(H2O)2].H2O(2),[Zn(H2cah)(CH3OH)(H2O)].H2O(3)(H4cah=2-(N,N-二羧甲酸氨甲基)氢醌),通过X-射线单晶衍射,红外光谱,元素分析对它们进行了表征。这些配合物均为单核结构,并且通过分子间的氢键形成了无限的超分子网状结构。电化学研究显示配合物1中的Co2+/Co+对和配合物2中的Ni2+/Ni+对的氧化还原是一个不可逆的过程,但是氢醌到半醌之间的转换是一个准可逆的过程。     

SPES/SiO_2杂化纳米纤维复合质子交换膜的制备与性能

提出了一种利用杂化纳米纤维来制备高性能质子交换膜的方法,首先采用溶液喷射纺丝技术纺制了SPES/Si O2杂化纳米纤维,再通过溶液浸渍法制备了SPES/Si O2/Nafion复合质子交换膜,并研究了其热稳定性、吸水性能、溶胀性能、质子传导性能以及甲醇渗透性能等.结果表明,杂化纳米纤维的引入明显改善了Nafion膜的热性能、尺寸稳定性,并大大提高了其质子传导性能.TG数据表明复合膜的热稳定性相比于Nafion膜得到了极大改善.复合膜溶胀率均比Nafion膜的小,SPES/Si O2/Nafion-5,SPES/Si O2/Nafion-15和SPES/Si O2/Nafion-25在80℃溶胀率仅为14.9%,15.84%和17.2%,但是复合膜的溶胀率随着Si O2含量的增加而增大.复合膜电导率随Si O2含量的增加呈先增大后减小的规律,Si O2含量为15%的复合膜在80℃、100%湿度条件下,质子导电率可达到0.154 S/cm.其阻醇性能也得到了极大改善,Si O2含量为25%的复合膜相比于Nafion膜其甲醇渗透率降低了55.3%.因此SPES/Si O2杂化纳米纤维复合质子交换膜可以作为一种新型质子交换膜应用于燃料电池中.     

SPES/PWA/SiO_2复合质子交换膜的性能

以磺化聚醚砜(SPES)为基体,以不同比例的SiO2溶胶与磷钨酸(PWA)为掺杂物,制备了一种有望用于直接甲醇燃料电池(DMFC)的新型SPES/PWA/SiO2有机-无机复合膜,并经热失重分析(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)-X射线能谱分析(EDX)等对膜的结构和性能进行了表征,探讨了复合膜用作质子交换膜的可能性.结果表明:复合膜较纯SPES膜具有更高的热稳定性、玻璃化转变温度和吸水率;虽然在室温和电池操作温度(80℃)下,复合膜的拉伸强度均低于纯SPES膜,但即使当SiO2含量高达20%(w)时,复合膜的拉伸强度仍高于Nafion112膜的;SEM图片显示SiO2和PWA在膜中分布均匀,这将有利于连续质子传输通道的形成.对于SiO2含量为15%(w),PWA含量为6%(w)的复合膜,其室温质子传导率达到了0.034S·cm-1,与Nafion112膜的相当,但其甲醇渗透率明显降低,仅为商用Nafion112膜的七分之一左右,这表明该复合膜在直接甲醇燃料电池中具有良好的应用前景.     

含5-氯水杨醛Schiff碱配体的镍和铜配合物的合成及晶体结构

合成了2个含三齿Schiff碱配体和单齿N-杂环分子的多核过渡金属配合物:1个含5-氯水杨醛缩对硝基苯甲酰腙(H2L1)和吗啡啉(Mf)的镍髤配合物[Ni(L1)(Mf)](1),1个含5-氯水杨醛缩水杨酰腙(H2L2)和吡啶(Py)的铜髤配合物[Cu2(L2)2(Py)2](2),并通过元素分析、红外光谱、紫外光谱以及单晶衍射等手段进行表征。在配合物1中,中心Ni髤与酰腙配体(L12-)的酚氧、亚胺氮、去质子酰胺氧原子以及中性吗啡啉氮原子配位形成平面四方形的N2O2配位构型,相邻配合物通过分子间氢键作用构筑成一维超分子链状结构。配合物2中含有2个晶体学上独立的双核铜髤配合物,相邻配合物分子的酚氧原子分别桥联2个[Cu(L2)(Py)]基本单元,形成2个含有Cu2(μ-O)2核心的配合物。每个Cu髤原子具有五配位的NONO(O)四角锥配位构型。     

由不同长度柔性双咪唑配体构筑的镍(Ⅱ)配位聚合物（英文）

利用2,5-吡啶二酸分别与两种具有不同长度的柔性双咪唑配体,在同样的水热条件下合成了两例结构完全不同的镍(Ⅱ)配位聚合物Ni2(2,5-pdc)_2(L1)_2(H_2O)_2·6H2O(1),Ni(2,5-pdc)(L_2)(H_2O)·H_2O[2,5-pdc=2,5-吡啶二酸,L1=1,4-二(1-咪唑基)丁烷,L2=1,6-二(1-咪唑基)己烷](2).配合物1是三维4-连CdSO_4拓扑网格,Schlfli符号为(6~5·8).而配合物2是由一维螺旋链[Ni(L_2)]n和一维[Ni(2,5-pdc)]n链构筑而成的环-环相扣的一维链状结构.     

DFT法研究阴离子识别剂[Ru（bpy）2L]2+（L=H2biim,H2bbim）去质子后结构变化

配合物[Ru(bpy)2(H2biim)](PF6)2(1)(bpy=2,2′-联吡啶,H2biim=2,2′-联咪唑)和[Ru(bpy)2(H2bbim)](PF6)2(4)(H2bbim=2,2′-苯并联咪唑)是良好的阴离子识别剂.用密度泛函理论方法研究了2种阴离子识别剂脱去质子后的几何结构和电子结构的变化.计算结果表明:脱去质子后配合物HOMO轨道上电子云分布由中心钌原子转移到(苯并)联咪唑上,而LUMO轨道虽然能量增加但电子云仍然分布在bpy配体上;另外,最高占居轨道HOMO与最低空轨道LUMO的能量差ΔεL-H逐渐减小,相对于配合物的吸收波长增大,所以分子的吸收峰发生红移,这与实验现象相吻合。     

一维链状配位聚合物[Ni(p-CPOA)(2,2''''-bipy)(H_2O)]_n的合成与晶体结构

合成了一个新的配位聚合物[Ni(p-CPOA)([(2,2)0(')]-bipy)(H2O)]n(p-CPOA= 4-羧基苯氧乙酸根[(, )(2,2)0(')( )]-bipy= [(2,2)0(')( )]-联吡啶), 并对其进行了元素分析、红外和单晶 X-射线的表征。结果表明:配合物的化学式为C19H16N2O6[(Ni)(, /c, 晶胞参数[(a)( )]= 14.254(3), b = 13.085(3), c = 19.372(4) ? ?= 104.89(3),V = 3491.8(12) 3, Z = 8, Mr = 427.05, Dc = 1.625 g/cm3, μ = 1.153mm-1, F(000) = 1760, 最终R = 0.0345, wR = 0.0565。Ni原子为扭曲的六配位八面体构型, 每个p-CPOA2-配体桥联2个Ni原子形成一维折叠链状结构[(, )22.7(Ni)]…Ni原子之间的距离为[(9.67)(5)], 且通过分子间氢键将一维链连接成双链结构。