一种多孔配位聚合物的氢键协同客体响应

由硝酸锌、 吡唑-3,5-二羧酸（H₃pzdc）和2-氨基对苯二甲酸（H₂abdc）在溶剂热条件下反应得到一种多孔配位聚合物(Me₂NH₂)[Zn₂(pzdc)(abdc)]·H₂O·DMF(1·g), 其中Me₂NH₂⁺由溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）水解得到, 1可视为平行排列的平整带状{Zn₂(pzdc)}⁺链被abdc^2-柱子交错支撑而成的三维多孔框架. 通过脱附/吸附溶剂分子, 中心对称的配位聚合物1·g可以可逆转变成手性的(Me₂NH₂)[Zn₂(pzdc)(abdc)](1′). 单晶结构分析表明, 在客体响应过程中, 基于框架、 抗衡离子和客体分子之间的氢键协作与竞争, 抗衡离子发生了显著的移动 和转动, 导致{Zn₂(pzdc)}⁺链扭曲和转动, 伴随着超过10%的晶胞体积和孔洞率变化. 气体吸附测试表明, 化合物1'对N₂和CO₂存在不同的结构响应行为.     

离子交换树脂去除模拟放射性废液中的铯

核电站放射性废液组成复杂,其中¹³⁷Cs、⁹⁰Sr和⁶⁰Co是放射性废液处理的主要目标。 本文采用稳定同位素模拟放射性废液,研究了Cs⁺离子在强酸性阳离子树脂IRN97中的交换等温线、动力学特性以及固定床穿透行为,探讨了共存的硼酸和Sr²⁺、Co²⁺等核素离子对Cs⁺离子交换行为的影响。 结果表明,废液中存在的高浓度硼酸在一定程度上会减小树脂对Cs⁺的交换量;与共存的Sr²⁺和Co²⁺离子相比,虽然Cs⁺的交换速率快,但树脂对Sr²⁺和Co²⁺的选择性更高,因此在达到交换平衡状态下,Sr²⁺和Co²⁺的交换容量大于Cs⁺;在采用固定床吸附柱进行的动态吸附中,提高Cs⁺的进水浓度可以提高树脂的利用率。     

溶液中杯[4]芳烃双冠-6与Cs~+配位化学研究

研究了溶液中杯[4]芳烃双冠-6(BisC₆)与Cs⁺配位行为.常温下,BisC₆/NPME(邻硝基苯甲醚)体系单级萃铯百分率达99.36%,模拟料液中,Cs⁺/Na⁺和Cs⁺/K²⁺分离系数分别为3.92×10⁴和2.21×10⁴.局域结构模型实验表明,配合物分子中可能存在水或(和)硝酸(根).ESI-MS谱表明,NPME体系中,铯离子与BisC₆同时形成1:1(单核)和2:1(双核)的配合物,并且存在[BisC₆·H₂O],[BisC₆·Cs⁺]⁺,[BisC₆·2Cs⁺·H₂O]₂+和[BisC₆·2Cs₁₀⁺·No₁₀^-3]10⁺等多种配合物分子.EXAFS实验表明,溶液中铯离子的配位数为7,形成7个氧配位的稳定结构,ADF计算验证了EXAFS实验结果.     

系列Ti4L6-笼基配合物的合成与结构研究

金属有机笼（Metal-Organic Cages，MOCs）作为一种新型的分子容器，因其具有特殊的空腔结构及其在分子识别/分离、药物传输和催化等方面具有诱人的应用前景而受到学者广泛地关注.但是，在过去几十年里，化学家们主要致力于构筑各种具有特定功能的MOCs，而进一步将MOCs组装成先进的超分子材料，在这方面研究较少.在前期工作中，本课题组构筑了一例可溶于水、超稳定且具有配位组装功能的钛-有机四面体笼（Ti₄L₆，L=帕莫酸），并利用Ti₄L₆笼作为原料，通过两步反应实现了与不同金属离子的配位组装.在本项工作中，在不同溶剂热的条件下，利用Ti₄L₆笼分别与Mn²⁺、Nd³⁺、Ba²⁺和Ca²⁺离子反应，得到了系列Ti₄L₆-笼基配合物，分别为：（Me₂NH₂）₉（Me₄N）[Mn₃（Ti₄L₆）₂-（H₂O）₉（DMF）₆]·Guests（PTC-241，DMF=N，N-二甲基甲酰胺）；（Me₂NH₂）₅[Nd（Ti₄L₆）（H₂O）₂（DMF）₅]·Guests（PTC-242）；（Me₂NH₂）₂[Ba₄（Ti₄L₆）（OH）₂（H₂O）₈（TEA）₅]·Guests（PTC-243，TEA=三乙醇胺）；（Me₂NH₂）₂[Ca₃（Ti₄L₆）（H₂O）₈（DEA）₂]·Guests（PTC-244，DEA=二乙醇胺）；（Me₂NH₂）₂[Ca₃（Ti₄L₆）（H₂O）₁₅]·Guests（PTC-245），并采用X射线单晶衍射、红外（IR）光谱分析、热分析仪（TGA）和X射线粉末衍射（PXRD）等方法对这些化合物进行了结构表征.X射线单晶衍射结果表明，PTC-241是由ΔΔΔΔ-[Ti₄L₆]和ΔΔΔΔ-[Ti₄L₆]-Mn₃笼通过弱作用力（氢键和π-π堆积）交错堆积形成的超分子手性化合物；PTC-242是由Ti₄L₆-Nd笼通过氢键作用堆积形成的超分子化合物；PTC-243是一条直线形的Ti₄L₆-Ba₄链；而PTC-244和PTC-245则是两个具有峰窝状结构的二维Ti₄L₆-Ca₃层.另外，我们还研究了PTC-244和PTC-245的荧光性质.     

系列Sm3+配合物的合成、结构及光物理性能

采用水热方法合成了4种Sm³⁺配合物, 即{[SmZn(2,5-pdc)₂(tp)_0.5(H₂O)]·2H₂O}_n(1), [Sm₂Zn₂(C₆H₅COO)₁₀(Imh)₂(H₂O)₂](2), {[Sm₂(NO₂C₆H₄COO)₆(H₂O)₄]·H₂O}_n(3)和{[SmN(CH₂COO)₃(H₂O)₂]·H₂O}_n(4)[2,5-pdc=2,5-吡啶二羧酸根, tp=对苯二甲酸根, C₆H₅COO=苯甲酸根, Imh=咪唑, NO₂C₆H₄COO=对硝基苯甲酸根, N(CH₂COO)₃=氨三乙酸根]. 通过单晶X射线衍射确定了其晶体结构. 在室温下测定了其红外光谱、 紫外-可见-近红外光谱以及在近红外区和可见区的发射光谱. 结果表明, 4种配合物在近红外区或可见区均出现Sm³⁺离子的特征发射. 这是形成配合物后, Zn-配体部分和配体对Sm³⁺离子发光的敏化作用所致. 此外, 讨论了不同有机配体或d过渡金属离子对Sm³⁺离子发光的影响, 并分析了配合物中Sm³⁺离子的近红外发射带位移、 劈裂和加宽的原因.     

铜配合物修饰的Dawson型钨磷酸盐的合成、晶体结构和催化性能

在水热条件下,Cu(Ⅱ)-H₂biim配合物与Dawson型钨磷酸盐构筑了1个无机-有机杂化化合物[Cu(H₂biim)₂(H₂O)][{Cu(H₂biim)₂}₂(P₂W₁₈O₆₂)]·11H₂O(1)(H₂biim=2,2'-联咪唑)。 通过单晶X射线衍射、红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)、元素分析、电化学分析等技术手段对其进行了表征。 结构分析表明,在化合物1分子中,[P₂W₁₈O₆₂]^6-单元作为双齿配体与2个Cu²⁺离子配位形成双支撑的杂多阴离子[{Cu(H₂biim)₂}₂(P₂W₁₈O₆₂)]^2-,在其外部有1个游离的[Cu(H₂biim)₂(H₂O)]²⁺ 和11个H₂O分子。 H₂biim分子与杂多阴离子/H₂O分子间存在氢键,通过氢键、静电和π-π堆积作用,进一步构成具有3D结构的晶体材料。 该晶体化合物对H₂O₂和NaNO₂的还原具有良好的电催化作用;同时,作为酸催化剂用于合成环己酮乙二醇缩酮反应,催化活性高,可重复使用。     

Preparation and characterization of a novel single crystal of Th(IV) with cucurbit[6]uril

One new single crystal [Th(NO₃)₂(H₂O)₆](CB₆)(NO₃)2·2H₂O was prepared using Th(NO₃)4·4H₂O and cucurbit[6]uril (CB₆) as reagents in HNO₃ aqueous solution by slow evaporation. The coordination number of Th⁴⁺ is ten. Th⁴⁺ is coordinated with six monodentate water molecules and two symmetric bidentate chelating nitrate ions, while other two nitrate ions act as the counterion anions. CB₆ is a second-sphere ligand which is hydrogen bonded to the water molecules of [Th(NO₃)₂(H₂O)₆]²⁺. Besides, there are also two free water molecules in the crystal system.     

4-(4-羧基苯氧基)间苯二甲酸构筑的过渡金属配位聚合物:合成、晶体结构、荧光传感与光催化

采用水热法合成了4个配位聚合物[Zn(Hcpoia)(2,2’-bpy)·H₂O]_n(1)和[M(Hcpoia)(phen)]_n·nH₂O[M=Zn(2),Mn(3),Co(4); H₃cpoia=4-(4-羧基苯氧基)间苯二甲酸; 2,2’-bpy=2,2’-联吡啶; phen=1,10-邻菲罗啉],利用X射线单晶衍射分析确定了配合物的晶体结构。配合物1为一维链状结构,中心Zn²⁺离子的配位环境为[ZnO₄N₂]扭曲的八面体构型,配体Hcpoia^2-以μ₁∶η¹η⁰和μ₁∶η¹η¹配位模式桥连相邻的Zn²⁺离子。配合物2和4的结构与配合物1类似,是由配体Hcpoia^2-以μ₁∶η¹     

吡啶二羧酸修饰的稀土嵌入碲钨酸盐的合成及电化学生物识别性质

在乙酸钠水溶液中, 采用微波加热一步自组装策略合成了一系列罕见的2,6-吡啶二羧酸修饰的稀土嵌入Keggin型碲钨酸盐(PTEA)₇H₃K[RE₂(B-α-TeW₉O₃₃)₃W₃O₅(H₂O)₃(HDPA)]·22H₂O[RE=Ce³⁺(1), Pr³⁺(2), Nd³⁺(3), Sm³⁺(4); H₂DPA=2,6-吡啶二羧酸; PTEA=质子化的三乙醇胺]. 化合物1~4的聚阴离子由3个三缺位Keggin型 [B-α-TeW₉O₃₃]^8-构筑块通过1个{RE₂W₃O₅(H₂O)₃(HDPA)}¹³⁺异金属簇连接而成. 该异金属簇中, 2,6-吡啶二羧酸作为四齿配体与2个稀土离子(RE1和RE2)配位形成平面三杂环结构, 且RE1和RE2所在平面与W2, W2A, W16形成的平面互相垂直. 此外, 化合物1可与羧基化多壁碳纳米管(CMWCNT)复合形成1-CMWCNT复合材料. 该复合材料可以作为电极材料构建电化学生物传感器, 用于检测特定的DNA序列.     

新型链状镍配合物的水热合成及其性质

采用水热法合成了一种新型的镍配合物{\[Ni(bipy)(H₂O)₄]·(H₂Dhbs)₂·(H₂O)₄}_n（H₂Dhbs=2,5-二羟基苯磺酸，bipy=4,4′-联吡啶），其结构和性能经FL， IR，元素分析，X-射线单晶衍射和TG表征。结果表明：bipy与镍离子配位，形成链状结构。H₂Dhbs-配体没有参与配位，仅起平衡结构电荷的作用。在结构单元中，\[Ni(bipy)(H₂O)₄]²⁺， H₂Dhbs^-和自由水分子之间通过氢键连接。与配体相比，配合物的荧光发射峰发生了红移，最大发射峰位于464 nm，荧光寿命为2.081 7 ms。     

原位烷基化调控无机-有机杂化类钙钛矿材料的结构及其性能※

无机-有机杂化类钙钛矿材料由于结构可调和独特的光电特性而引起了人们的广泛关注. 通过选用不同的烷基化溶剂, 一步水热法原位合成了两种新型的无机-有机杂化材料——二维(2D)结构的[(Me₃)ODA(Me₃)]₃Pb₅I₁₆ (1)和一维(1D)结构的[H(Et₂)ODA(Et₂)H]Pb₂I₆•H₂O (2) (ODA=4,4-二氨基二苯醚). 化合物1由2D的无机类钙钛矿层[Pb₅I₁₆]^6–和有机阳离子[(Me₃)ODA(Me₃)]²⁺组成, 化合物2由1D无机类钙钛矿链[Pb₂I₆]^2–、有机阳离子[(Et₂)ODA(Et₂)]²⁺和水分子组成. 实验表明, 两种不同维度的化合物虽然都具有典型的半导体性能, 但却表现出不同的化学稳定性以及光、电等物理特性. 其中, 化合物1对波长为400~700 nm的光呈现出明显的光电响应, 而化合物2在对水和有机溶剂表现出良好稳定性的同时, 还表现出优异的湿敏响应性能.     

类水滑石[CdxMg6-xAl2(OH)16]2+[S·2H2O]2-的合成与表征

用中温水热法合成了类水滑石[Cd_xMg_6-xAl₂(OH)₁₆]²⁺[S·2H₂O]^2-,探讨了pH值、投入Cd²⁺离子的量以及硫化时间等条件对合成的影响,并用XRD、FT-IR、DTA-TG等手段进行了表征,找出了合成层间嵌入S^2-离子的含Cd类水滑石的最佳条件。     

三维Cu-MOF对亚甲蓝的吸附和光催化降解及其机理

本文报道了[Cu₃(ppda)₃(tib)₂(H₂O)₄]·6H₂O(Cu-MOF)的合成、结构、吸附和光催化降解性能。在Cu-MOF中,1,4-苯二乙酸(H₂ppda)和1,3,5-三(1-咪唑基)苯(tib)配体交替连接Cu离子形成二维层,层与层之间通过trans-ppda^2-相互穿插形成稳定的三维结构。Cu-MOF对亚甲蓝(MB)的催化效率为97%,最高反应速率常数为0.019 7 min^-1。光催化降解机理：在光的激发下,催化剂表面的光生电子和空穴对发生分离,并与O₂、H₂O、H₂O₂反应生成活性物质,将染料降解为CO₂和H₂O。在MB溶液中加入NaCl(200 g·L^-1)后,Cu-MOF的吸附量有所提升(87.23 mg·g     

{(Me2NH2)2[Fe2(ox)2Cl4]•H2O} n (ox=oxalate)中客体水分子诱导的介电弛豫行为

以双齿配位的草酸根为配体和FeCl₃反应得到了化合物{(Me₂NH₂)₂[Fe₂(ox)₂Cl₄]•H₂O} _n (ox=oxalate) ( 1•H₂O). 在真空和加热的条件下, 1•H₂O脱水发生单晶到单晶的转变, 得到了化合物{(Me₂NH₂)₂[Fe₂(ox)₂Cl₄]} _n ( 1). 磁性研究表明客体水分子存在与否对化合物磁相互作用没有明显影响. 介电性质研究表明客体水分子的存在可影响化合物中客体胺和氢原子的动态弛豫过程. 化合物 1•H₂O在250 K, 80 K和50 K呈现三个介电弛豫过程, 而化合物 1仅在80 K表现出单一弛豫过程.     

新型含氮配体钴配合物的水热合成、晶体结构及荧光性质

以4,5-二羟基苯-1,3-二磺酸钠（Na₂H₂L）和4,4′-bipy为原料,采用水热法与Co(NO₃)₂反应合成了新的含氮配体钴配合物[Co(4,4′-bipy)(H₂O)₄]·H₂L·2H₂O（1）（H₂L^2-=4,5-二羟基苯-1,3-二磺酸根离子,4,4′-bipy=4,4′-联吡啶）,其结构和组成经X-射线单晶衍射、红外光谱、元素分析和热重分析表征。晶体结构解析表明：钴离子与4,4′-bipy和水分子配位,形成扭曲的八面体配位构型。H₂L^2-配体没有配位,仅起平衡电荷作用。在结构单元中,[Co(4,4′-bipy)(H₂O)₄]²⁺, H₂L^2-和自由水分子之间通过氢键相连。配合物的荧光发射峰与配体相比发生了蓝移,最大发射峰位于357 nm。     

碳锗双桥连二环戊二烯与羰基铁的反应

碳锗双桥连二环戊二烯(Me₂C)(Me₂Ge)(C₅H₄)₂(1)与五羰基铁在回流甲苯及二甲苯中的反应,得到正常的Fe-Fe键化合物(Me₂C)(Me₂Ge)[(η⁵-C₅H₃)Fe(CO)]₂(μ-CO)₂(3)和脱锗桥产物(Me₂C)[(η⁵-C₅H₄)Fe(CO)]₂(μ-CO)₂(4)以及一个结构新颖的化合物(Me₂C)[(η⁵-C₅H₃)[(Me₂Ge)Fe(CO)₂](η¹,η⁵-C₅H₃)[Fe(CO)₂](2).用X射线衍射分析測定了化合物3的晶体结构,并提出了可能的生成机理.     

高氯酸二甘氨酸十二水合二铒的晶体结构

在水溶液中合成了甘氨酸铒配合物[Er₂(Gly)₂(H₂O)₁₂](ClO₄)₆·4H₂O单晶,并测定了其晶体结构。该晶体属单斜晶系,P2₁/n空间群。晶胞参数:a=1.0571(2)nm,b=1.0837(2)nm,c=1.7728(4)nm,β=90.09(3)°,V=2.0309(7)nm²,Z=2,D_c=2.239g/cm³.最终偏差因子R=0.055,R_w=0.061.每2个Er³⁺离子由2个甘氨酸羧基桥联成双核结构。Er³⁺离子还与6个水分子的氢原子配位,形成畸变的四方棱柱型配位多面体。     

以5-(6-羧酸-2-萘基)-间苯二羧酸为配体构筑的两个镉的金属-有机骨架化合物的合成、晶体结构及荧光性质

在溶剂热条件下,以不对称三羧酸5-（6-羧酸-2-萘基）-间苯二羧酸（H3L）为配体合成了2个镉的金属-有机骨架化合物:{[Cd₃L₂（H₂O）₃]·6DMF}_n（1）和{[Cd₃L₂（H₂O）₄]·3DMA}_n（2）。通过X射线单晶衍射,粉末衍射,热重和红外光谱进行了结构表征。结构分析表明,1和2形成3,6-连接的三维结构,其拓扑符号分别为:（4⁵.6⁴.8⁶）（4³）₂和(6¹².8³)（6³）₂。此外,还对2个化合物进行了荧光分析。     

一种水溶性氢氧根钌配合物的合成及其对乙腈的催化水化作用

以RuCl₃•3H₂O为原料合成了水溶性钌配合物[(bipy)₂Ru(H₂O)₂](OTf)₂ (bipy＝2,2-bipyridine, Otf^－＝triflate), 利用DBU (1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene)脱质子化合成了水溶性氢氧根配合物[(bipy)₂Ru(H₂O)(OH)](OTf). 研究了[(bipy)₂Ru(H₂O)(OH)](OTf)催化水化乙腈生成乙酰胺的反应. 机理研究表明, 催化循环的关键中间体为氧配位的酰亚胺配合物[(bipy)₂Ru(CH₃CN)(OCMe＝NH)]^＋, 经过生成[(bipy)₂Ru(k²-N,O-NH＝CMeN＝CMeO)]^＋、水亲核进攻开环生成{(bipy)₂Ru[NH＝C(OH)Me](OCMe＝NH)}^＋、乙腈取代其NH＝C(OH)Me配体产生乙酰胺, 同时再生成[(bipy)₂Ru- (CH₃CN)(OCMe＝NH)]^＋完成催化循环.     

基于Keggin型杂多酸的无机-有机杂化物的合成和光催化活性

采用水热合成方法制备了2个基于Keggin型杂多酸的无机-有机杂化物, 化学式分别为{[Cu₂(4,4′- bipy)₄(H₂O)₄](SiMo₁₂O₄₀)·18H₂O}_n(1)和{[Cu₂(4,4′-bipy)₄(H₂O)₄](PMo₆W₆O₄₀)·18H₂O}_n(2)(bipy=bipyridine). 结构分析 表明2个化合物同构, Cu²⁺是六配位, 分别与4个4,4′-bipy上的N原子和2个水分子上的O原子结合, 形成 [Cu(4,4′-bipy)₂(H₂O)₂]_n²ⁿ⁺二维层状结构. 杂多阴离子通过静电与配位阳离子[Cu(4,4′-bipy)₂(H₂O)₂]_n²ⁿ⁺作用交叉排列在层间. 通过红外光谱、 粉末X射线衍射和固体紫外-可见漫反射光谱等对化合物的性质进行了表征. 研究了所合成化合物对水溶性染料亚甲基蓝的降解活性, 发现2种化合物对于亚甲基蓝均表现出显著的光降解活性, 并对它们的催化机理进行了讨论.