基于多齿酰胺吡啶配体配位聚合物的合成研究开题报告

1. 研究目的与意义

配位聚合物(coordinationpolymers)，是由过渡金属和有机配体自组装而形成。由于同时存在构型各异的无机和有机构筑单元，从而能够制备出具有不同维度、空间构型和拓扑结构的金属有机配位聚合物。作为配位化学的一个重要分支，配位聚合物研究还涉及到晶体工程、超分子化学、材料化学及固态化学等诸多领域。随着相关研究的不断深入，人们逐渐认识到可以通过选择具有各种配体趋向以及光、电、磁等材料性能的金属离子，利用配位作用来实现晶格中对配位分子排列的有效控制，从而能够在晶体工程的经验方法指导下，有效地合成出具有特定网格结构和理化性能的晶体材料。近十年来的大量研究结果表明，配位聚合物(尤其是多孔配位聚合物)在客体交换与分离、气体储存、手性拆分、药物缓释、电致发光、选择性催化、分子识别及微孔器件等诸多方面均显示出潜在的应用前景。

澳大利亚的robson教授在1989年在《j．a．c．s．》上发表了一篇文章，首次提出了配位聚合物的概念，将无机网络结构中的工作拓展到有机、金属有机配合物和配位聚合物中，推动了配位聚合物领域的快速发展。他通过4,4',4'',4'''-四氰基苯基甲烷和正一价铜盐[cu(ch₃cn)₄]-bf₄在硝基甲烷中反应中制备得到了第一个类金刚石结构的三维网状配位聚合物。

美国的yaghi课题组在1999年用锌盐zn(no₃)₂·6h₂o和对苯二甲酸(h₂bdc)在dmf与氯代苯混合溶剂中反应得到了立方结构的三维多孔聚合物[zn₄0(bdc)₃](mof-5)，实验表明，mof-5可以吸附氮气，氩气和多种有机溶剂分子，孔穴的大小也是罕见的。球体代表形成的孔洞，其直径为18.5a，比表面积为2500～3000 m²·g^-1。另外此结构具有相当好的热稳定性，在空气中可以稳定存在到300 ℃。以上表明该材料在储氢方面还具有很大的潜力。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

1、选择培养聚合物晶体的方法，并通过实验找出合适的过渡金属作为配位中心，从而来合成配位聚合物；

2、在实验中调节温度，金属离子及配体与金属离子两者的配比，选出合适的条件来进行配合物的合成，本次实验采用的合成方法：水热法，扩散法；

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

水热合成法：主要是利用水热合成的方法在常温常压下将不溶或难容的配合物，用不锈钢反应釜(内衬聚四氟乙烯)在一定温度和压强下恒温反应，然后降温，得到单晶的一种方法，所用的水热条件是温度高于100℃，压力大于一个标准大气压的水介质。在这类条件下各组分均处于超临界状态，反应速度加快，降低的粘度促进了扩散过程，有利于生长晶体。

扩散法：把反应物分别溶于不同的溶剂，并装在单管，“h-型”管，“w-型”管，三管和四管里进行不同反应液间相互缓慢扩散，在中间扩散介质中进行分子间的自组装，两种溶液上下分层扩散，在扩散介质中析出晶体。凝胶也经常被用做扩散和结晶的媒介，可以降低结晶速率避免沉淀的产生。

4. 参考文献

[1]roztockik., jdrzejowski d., hodorowicam., senkovska i.,kaskel s., and matoga d.effect of linker substituent on layers arrangement,stability, and sorption of zn-isophthalate/acylhydrazoneframeworks[j]. cryst. growth des., 2018,18(1):488-497.

[2]王诗朦.基于一种柔性三吡啶酰胺配体的配位聚合物的水热合成、结构和性质研究[d].江苏镇江:江苏大学, 2013.

[3]朱姝.吡啶双酰胺-金属多核配合物的合成、结构和性能研究[d].河南郑州：郑州大学2010.

5. 计划与进度安排

(1) 2022-11-25~2022-3-25查阅文献资料，了解所研究课题的背景及意义，熟悉配位聚合的理论知识，写出开题报告并拟定科技论文翻译初稿。

(2) 2022-3-26~2022-3-30根据实验方案，列出实验中所需的仪器和药品并完成购置工作，准备进入实验室。

(3) 2022-3-31~2022-5-21利用多齿酰胺吡啶为有机配体与金属构筑配位聚合物，优化实验条件合成出符合单晶测试的配合物晶体，同时结合xrd、热重、荧光等测试辅助表征其结构。整理归纳分析所得实验数据，运用画图软件自行画出各级结构图，查阅资料分析测试数据并撰写出毕业论文初稿。