以T型三羧酸配体构筑的具有2D→3D穿插结构的金属有机框架的合成、结构及性质

采用溶剂热合成法,利用T型三羧酸配体3,4',5-联苯三羧酸(H₃BPT=biphenyl-3,4',5-tricarboxylic acid)制备并表征了2个2D→3D穿插结构的金属有机框架结构,{[Ni₃(BPT)₂(bpe)₂(H₂O)₆]·2DMF·7H₂O}n (1)和{[Ni₃(BPT)₂(bpea)₂(H₂O)₆]·2DMF·5H₂O}n (2)(bpe=1,2-bis(4-pyridyl)ethylene,bpea=1,2-bis(4-pyridyl)ethane,DMF=N,N-dimethylformamide).在这2个化合物中,BPT配体和含氮配体bpe或bpea共同连接相邻的Ni(Ⅱ)中心,形成(3,4)-连接的(6³)(6⁵.8)二维双层结构.相邻双层结构间相互穿插,形成具有聚轮烷结构的2D→3D互锁结构.气体吸附性质表明,化合物1对CO₂和N₂具有一定的吸附能力.     

基于3，4'，5-联苯三羧酸构筑的钕配合物的合成、结构、荧光、光催化及磁性质

采用NdCl₃·6H₂O和3,4'',5-联苯三羧酸（H₃bpt）为原料在DMF/H₂O混合溶剂热条件下合成得到一个三维钕配合物{[Nd （bpt）（DMF）（H₂O）]·2H₂O}_n（1）,并通过红外光谱、元素分析、单晶及粉末X射线衍射表征了配合物1的结构。单晶衍射结果表明,配合物1具有（5,5）-连接的三维结构,拓扑符号为（4⁴·6³·8³）（4⁸ 6²）。此外,对配合物1的热稳定性、荧光性质、光催化降解染料及磁性质进行了详细研究。     

基于3, 3’, 5, 5’-（1, 3-苯基）-联苯四羧酸配体构筑的具有四重dmd穿插结构的锌配位聚合物的合成、晶体结构和荧光性质

以3,3’,5,5’-（1,3-苯基）-联苯四羧酸（H₄BTB）与4,4’-联吡啶（4,4’-bpy）为配体,与硝酸锌在水热条件下反应合成一个具有四重dmd穿插结构的3D骨架化合物{[Zn（BTB）_0.5（4,4’-bpy）_0.5（H₂O）₂]·0.5H₂O}_n（1）,并用元素分析、红外分析、热重分析、粉末衍射等对其进行了表征。化合物1属于单斜晶系,空间群为C2/c,晶胞参数：a=1.82536（5）nm,b=1.16325（9）nm,c=1.61528（7）nm,β=112.2540（10）°,V=3.1743（3）nm³,Z=8,D_c=1.631g·cm^-3,F（000）=1592,R₁=0.0353,wR₂=0.0740[（I>2σ（I）]。结构分析表明H₄BTB与Zn（Ⅱ）离子连接形成一个1D纳米管,并进一步通过4,4’-bpy连接成一个3D孔洞骨架结构,最终穿插形成具有四重穿插的dmd结构。     

含联苯三羧酸及二咪唑基吡啶配体的两个锌配位聚合物的合成、结构及荧光性质

以3,3’,5-联苯三羧酸(biphenyl-3,3’,5-tricarboxylicacid,H₃bpta)、2,6-二(1-咪唑基)吡啶(2,6-bis(imidazole-1-yl)pyridine,bip)、Zn(NO₃)₂·6H₂O和ZnCl₂为原料,在水热条件下合成了配位聚合物{[Zn₃(H₂O)₇(bpta)₂]·5H₂O}_n(1)和{[Zn₂Cl(bpta)(bip)₂]·2H₂O}_n(2)。并利用红外、元素分析和X-射线单晶衍射等对其结构进行表征。X-射线单晶衍射分析表明：化合物1属于单斜晶系,C2/c空间群,a=3.3171(11)nm,b=1.4957(5)nm,c=0.6951(2)nm,β=91.50°,Z=4;化合物2属于单斜晶系,P2/c 空间群,a=1.9604(4)nm,b=1.0357(2)nm,c=1.9987(4)nm,β=101.97(3)°,Z=4。化合物1通过bpta桥联Zn(Ⅱ)形成1D链,通过配位水与羧基氧之间的氢键作用构筑成3D结构。化合物2中bip桥联Zn(Ⅱ)构成1D螺旋链状结构,进一步通过bpta桥连形成2D网状结构。此外,对化合物1和2进行了热稳定性分析和荧光性质研究。     

以1,2,4,5-苯四甲酸或1,2,3,4-丁烷四羧酸为配体的金属有机框架的合成、表征及性质

以1,2,4,5-苯四甲酸(H_4BETA)与1,2,3,4-丁烷四羧酸(H_4BTCA)为有机配体,采用溶剂热法,成功合成了3个金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs):{[Co_5(BETA)_2(OH)_2(H_2O)_2]·10H_2O}_n(1)、{[Zn_5(BETA)_2(OH)_2(H_2O)_2]·10H_2O}_n(2)和{[Mn_2(BTCA)(H_2O)_3]·H_2O}_n(3),并利用X射线单晶衍射、红外光谱(IR)、荧光光谱(PL)和热重分析(TG/DTG)等测试手段对其进行了表征。单晶结构研究表明3个MOFs均属于单斜晶系,P21/n空间群;框架1和2都是由1,2,4,5-苯四甲酸与五核的金属簇连接形成三维框架结构,沿a轴方向具有一维孔道结构,孔径大小为0.990 nm×1.307 nm;框架3是由1,2,3,4-丁烷四羧酸与Mn~(2+)连接形成4,8-c网络的三维框架结构。     

以1,2,4,5-苯四甲酸或1,2,3,4-丁烷四羧酸为配体的金属有机框架的合成、表征及性质

以1,2,4,5-苯四甲酸(H₄BETA)与1,2,3,4-丁烷四羧酸(H₄BTCA)为有机配体,采用溶剂热法,成功合成了3个金属有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs):{[Co₅(BETA)₂(OH)₂(H₂O)₂]·10H₂O}_n(1)、{[Zn₅(BETA)₂(OH)₂(H₂O)₂]·10H₂O}_n(2)和{[Mn₂(BTCA)(H₂O)₃]·H₂O}_n(3),并利用X射线单晶衍射、红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)和热重分析(TG)等测试手段对其进行了表征。单晶结构研究表明3个MOFs均属于单斜晶系,P2₁/n空间群;框架1和2都是由1,2,4,5-苯四甲酸与五核的金属簇连接形成三维框架结构,沿a轴方向具有一维孔道结构,孔径大小为0.990 nm×1.307 nm;框架3是由1,2,3,4-丁烷四羧酸与Mn²⁺连接形成4,8-c网络的三维框架结构。     

基于咔唑羧酸配体构筑铁基金属有机框架及其对CO2/CH4混合气体的分离性质

通过咔唑羧酸配体(H₃L)与三核铁簇[Fe₃(μ₃-O)(CH₃COO)₆]在水热条件下反应, 合成了具有三维骨架结构的铁基金属有机框架(1). 气体吸附实验结果表明, 化合物1具有高的比表面积且对CO₂的吸附量大于对CH₄的吸附量. 理想溶液吸附理论(IAST)计算结果表明, 化合物1在100 kPa及温度分别为273和298 K下对CO₂/CH₄(体积比为0.5∶0.5)混合气体的分离比分别为3.52和3.15, 预示其可以作为一种CO₂/CH₄分离型材料.     

羧酸类金属有机框架材料的合成及应用

金属-有机框架材料(Metal-Organic?Frameworks,简称MOFs)是由金属离子（簇）与有机桥接配体通过配位共价键或弱相互作用自组装形成的一类具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。羧酸类MOFs材料中金属中心和有机羧酸配体的可变性导致了其结构和功能的多样性,在气体的吸附与分离、荧光、传感、药物传输以及电催化等多个领域展现了独特的应用前景,并被认为是当今科学上最有前途的材料之一。对于有机配体的选择,从早期易坍塌的含氮杂环类配体过渡到了如今稳定性好的羧酸类配体,解决了不少以前出现的MOFs材料结构单一易坍塌问题。     

苯基多羧酸及含氮配体构筑的三维框架结构锌配位聚合物的合成、晶体结构和荧光性质

以醋酸锌、5-溴-1,2,4-苯基三羧酸(BTCAH₃)和4,4’-联吡啶(4,4’-bipy)为原料,在水热条件下合成了1个三维框架结构化合物[Zn₃(BTCA)₂(4,4’-bipy)₂](1),利用红外光谱、元素分析、热重、X-粉末衍射以及X-单晶衍射对该化合物进行了表征。化合物1是单斜晶系,C2/c空间群。在化合物1中,锌离子通过BTCA^3-配体的羧酸氧原子形成一个具有3-节点、4-连接的三维框架结构。4,4’-联吡啶配体在框架结构中连接锌离子。另外,研究了该化合物的热稳定性和固体荧光性质。     

苯基多羧酸及含氮配体构筑的三维框架结构锌配位聚合物的合成、晶体结构和荧光性质

以醋酸锌、5-溴-1,2,4-苯基三羧酸(BTCAH₃)和4,4'-联吡啶(4,4'-bipy)为原料,在水热条件下合成了1个三维框架结构化合物[Zn₃(BTCA)₂(4,4'-bipy)₃](1),利用红外光谱、元素分析、热重、X-粉末衍射以及X-单晶衍射对该化合物进行了表征。化合物1是单斜晶系,C2/c空间群。在化合物1中,锌离子通过BTCA^3-配体的羧酸氧原子形成一个具有3-节点、4-连接的三维框架结构。4,4'-联吡啶配体在框架结构中连接锌离子。另外,研究了该化合物的热稳定性和固体荧光性质。     

三角柔性多羧酸金属有机骨架化合物的合成、结构及荧光性质

以柔性1,3,5-三（4-羧酸苯氧基）苯（H₃TCPB）为配体,以4,4''-联吡啶（4,4''-BPY）为辅助配体,在溶剂热条件下合成了2个新颖的分别具有三核锌簇和三核钴簇的金属有机骨架化合物：{[Zn₃（TCPB）₂（4,4''-BPY）]·DMF·3H₂O}_n（1）和{[Co_1.5（TCPB）（DMF）（H₂O）]·DMF}_n（2）,通过单晶X射线衍射,红外光谱,元素分析,热重分析和粉末X射线衍射对其结构进行了表征。单晶X射线衍射分析表明化合物1属于三斜晶系,P1空间群,表现出三维（3,8）连接的网状结构,拓扑符号为：{4³}₂·{4⁶·6¹⁸·8⁴}·{6};化合物2也属于三斜晶系,P1空间群,为二维（3,6）连接的网络层状结构,拓扑符号为：{4³}₄·{4⁶·6¹⁸·8⁴}。此外,荧光性质研究表明固态化合物¹在室温条件下发射出源于TCPB^3-和4,4''-BPY配体的淡蓝色荧光,而化合物2在相似的条件下没有荧光发射。     

基于杂环羧酸配体的金属有机骨架化合物合成、表征及性质研究

以噻吩-2,5-二羧酸为主要配体,借助第二配体----4,4-联吡啶或者邻菲罗啉通过水热法合成了三种MOFs材料,分别是[Cd (tdc) (bpy)]n、[Zn (tdc) (bpy)]n、[Co (tdc) (phen)]n。利用X射线单晶衍射仪、红外光谱仪对三种MOFs材料进行了结构表征与分析,同时利用荧光光谱仪、热重分析仪和电化学工作站测定了三种MOFs材料的荧光性质、热稳定性和MOFs材料修饰玻碳电极的电化学行为,结果表明,三种MOFs材料比配体更好的荧光强度和热稳定性,制备的[Co (tdc) (phen)]n修饰玻碳电极,对铁氰化钾溶液和含1.0mmol/L NaNO2的pH = 5 PBS溶液,均比裸玻碳电极表现出更强的循环伏安响应,有望作为修饰剂应用于修饰玻碳电极中。     

基于3,3′,5,5′-(1,3-苯基)-联苯四羧酸配体构筑的具有四重dmd穿插结构的锌配位聚合物的合成、晶体结构和荧光性质(英文)

以3,3′,5,5′-(1,3-苯基)-联苯四羧酸(H4BTB)与4,4′-联吡啶(4,4′-bpy)为配体,与硝酸锌在水热条件下反应合成一个具有四重dmd穿插结构的3D骨架化合物{[Zn(BTB)0.5(4,4′-bpy)0.5(H2O)2]·0.5H2O}n(1),并用元素分析、红外分析、热重分析、粉末衍射等对其进行了表征。化合物1属于单斜晶系,空间群为C2/c,晶胞参数:a=1.825 36(5)nm,b=1.163 25(9)nm,c=1.615 28(7)nm,β=112.254 0(10)°,V=3.174 3(3)nm3,Z=8,Dc=1.631 g·cm-3,F(000)=1 592,R1=0.035 3,wR2=0.074 0[(I2σ(I)]。结构分析表明H4BTB与Zn髤离子连接形成一个1D纳米管,并进一步通过4,4′-bpy连接成一个3D孔洞骨架结构,最终穿插形成具有四重穿插的dmd结构。     

含联苯三羧酸及二咪唑基吡啶配体的两个锌配位聚合物的合成、结构及荧光性质

以3,3′,5-联苯三羧酸(biphenyl-3,3′,5-tricarboxylic acid,H3bpta)、2,6-二(1-咪唑基)吡啶(2,6-bis(imidazole-1-yl)pyridine,bip)、Zn(NO3)2·6H2O和ZnCl2为原料,在水热条件下合成了配位聚合物{[Zn3(H2O)7(bpta)2]·5H2O}n(1)和{[Zn2Cl(bpta)(bip)2]·2H2O}n(2)。并利用红外、元素分析和X-射线单晶衍射等对其结构进行表征。X-射线单晶衍射分析表明:化合物1属于单斜晶系,C2/c空间群,a=3.317 1(11)nm,b=1.495 7(5)nm,c=0.695 1(2)nm,β=91.50°,Z=4;化合物2属于单斜晶系,P2/c空间群,a=1.960 4(4)nm,b=1.035 7(2)nm,c=1.998 7(4)nm,β=101.97(3)°,Z=4。化合物1通过bpta桥联Zn髤形成1D链,通过配位水与羧基氧之间的氢键作用构筑成3D结构。化合物2中bip桥联Zn髤构成1D螺旋链状结构,进一步通过bpta桥连形成2D网状结构。此外,对化合物1和2进行了热稳定性分析和荧光性质研究。     

硝基基团修饰的金属有机框架化合物的合成及晶体结构表征

分别以2种硝基羧酸配体EBNB(1,2-二(3-硝基苯甲酸)-乙烯)和NPA(3-硝基邻苯二甲酸)与BPY(4,4′-联吡啶)及金属锌反应,配位溶剂热法合成了2种具有硝基基团修饰的二核金属簇为基本构筑单元的金属有机框架化合物[Zn2(EBNB)2(BPY)2·2H2O]n(1)和[Zn2(NPA)2(BPY)2·H2O]n(2)。通过X-射线单晶衍射法测定了2种配合物的结构,其中配合物1属于三斜晶系,P1空间群,a=0.818 62(9)nm,b=1.142 20(14)nm,c=1.428 63(17)nm,α=96.803 0(10)°,β=93.045 0(10)°,γ=102.472(2)°,V=1.290 8(3)nm3,Z=2,Mr=595.81,Dc=1.533 g·cm-3,μ=1.01 mm-1,F(000)=608,T=293(2)K;配合物2属于三斜晶系,P1空间群,a=1.154 06(14)nm,b=1.190 86(16)nm,c=1.459 52(19)nm,α=98.029(1)°,β=98.749(1)°,γ=113.579(2)°,V=1.771 9(4)nm3,Z=2,Mr=879.35,Dc=1.648 g·cm-3,μ=1.43 mm-1,F(000)=892,T=293(2)K。同时也对2种配合物的发光性能进行了测试,测试结果表明2种配合物具有较好的荧光性能。     

硝基基团修饰的金属有机框架化合物的合成及晶体结构表征

分别以2种硝基羧酸配体EBNB（1,2-二（3-硝基苯甲酸）-乙烯）和NPA（3-硝基邻苯二甲酸）与BPY（4,4’-联吡啶）及金属锌反应,配位溶剂热法合成了2种具有硝基基团修饰的二核金属簇为基本构筑单元的金属有机框架化合物[Zn₂（EBNB）₂（BPY）₂·2H₂O]_n（1）和[Zn₂（NPA）₂（BPY）₂·H₂O]_n（2）。通过X-射线单晶衍射法测定了2种配合物的结构,其中配合物1属于三斜晶系,P1空间群,a=0.81862（9）nm,b=1.14220（14）nm,c=1.42863（17）nm,α=96.8030（10）°,β=93.0450（10）°,γ=102.472（2）°,V=1.2908（3）nm³,Z=2,M_r=595.81,D_c=1.533g·cm^-3,μ=1.01mm^-1,F（000）=608,T=293（2）K;配合物2属于三斜晶系,P1空间群,a=1.15406（14）nm,b=1.19086（16）nm,c=1.45952（19）nm,α=98.029（1）°,β=98.749（1）°,γ=113.579（2）°,V=1.7719（4）nm³,Z=2,M_r=879.35,D_c=1.648g·cm^-3,μ=1.43mm^-1,F（000）=892,T=293（2）K。同时也对2种配合物的发光性能进行了测试,测试结果表明2种配合物具有较好的荧光性能。     

含N和羧酸混合配体构筑的金属有机框架化合物应用研究进展

金属-有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)化合物是由金属离子和有机配体通过自组装而成的具有网格结构的晶态材料。由于其结构的多样性和孔道的可调节性,使其在气体的吸附和分离、离子识别、催化、磁性和生物医学等方面有着较好的应用前景。本文简单介绍了近十年来含N和羧酸混合配体构筑的MOFs化合物在设计合成和性能研究方面取得的进展,以期广大科研工作者能对MOFs材料在合成设计和性能研究方面有比较全面的认识。研究发现,在MOFs化合物的设计合成中使用含氮配体和芳香羧酸的混合配体是一种行之有效的策略,可以得到更多结构多样化和性能优良的MOFs材料。     

基于一个四羧酸配体构筑的具有(4,8)-连接的镧系金属有机框架材料及对小分子的检测试验

以3,3’,5,5’-四-(羧基苯基)联苯为配体(H₄L),与镧系金属Ln(Ⅲ)盐反应,自组装形成了5个具有三维孔洞结构的镧系金属-有机框架材料：{[Ln₃L₂(H₂O)₇]·(OH)·10DMA}_n(Ln=Gd(1a);Ln=Ho(2a),{[Ln₃L₂(H₂O)3]·(OH)·mDMA}_n(Ln=Er,m=10(1b);Ln=Yb,m=9(2b);Ln=Lu,m=10(3b))。单晶X射线衍射分析表明,这些MOFs属于2种系列的类质同晶化合物,分别属于正交晶系Ccca空间群和单斜晶系C2/c空间群。有机小分子溶剂交换荧光研究发现,2b对小分子二氯甲烷和甲苯荧光有增强效应,表现出良好的荧光探测功能。     

基于羟乙氧基间苯二甲酸配体的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)金属有机框架的合成、晶体结构及荧光性质

以5-（2-羟乙氧基）-1,3-苯二甲酸二甲酯（Me₂L）为配位前驱物分别与二水合醋酸镉和三水合醋酸铅在水热条件下发生原位水解-配位反应,得到2个基于5-（2-羟乙氧基）-1,3-苯二甲酸配体和Cd（Ⅱ）或Pb（Ⅱ）的三维金属有机框架化合物{[Cd（L）（H₂O）₂]·1.5H₂O}_n（1）和[Pb（L）·H₂O]_n（2）。对这2个化合物进行了红外、元素分析和X射线单晶衍射分析,获得了其单晶结构并进一步使用X射线粉末衍射技术证明了所获得的产物具有单一晶相。对比固态下配体和2个金属有机框架化合物的荧光发射性质,能发现金属有机框架化合物较配体有了较大的红移,且红移程度与金属离子种类有关,Pb（Ⅱ）离子构建的金属有机框架化合物具有更大的红移程度。     

一系列基于混合配体策略构筑的金属有机骨架的合成、结构及性质

通过简单高效的醛酮缩合反应,合成了碱性配体2,6-二（4-吡啶基亚甲基）环己酮（BPCH）,采用3种芳香羧酸配体：对苯二甲酸（H₂TP）、间苯二甲酸（H₂IP）和均苯三甲酸（H₃TMA）,以混合配体策略制备了7例金属有机骨架（MOFs）。用单晶X射线衍射、红外光谱、粉末X射线衍射和热重分析对其进行表征并分析其拓扑结构。MOFs1、2、3均呈现为多样的三维结构,MOFs4~7表现为同构的二维结构。荧光测试结果显示该类化合物对Fe³⁺有较好的荧光猝灭效应,同时对于染料具有一定的吸附能力。