基于混合配体金属有机配合物的合成及其晶体结构表征文献综述

 2023-12-05 16:27:31

文献综述

金属有机配合物(metal-organic coordinationnetworks)也称为金属有机聚合物、金属有机框架物,是指有机配体与金属离子自组装过程形成的具有周期性网络结构的金属有机材料。金属有机框架材料(Metal-OrganicFrameworks),是一类由过渡金属离子或金属簇与有机配体通过它们之间的配位作用、超分子作用、氢键等自组装成的具有规则的多孔网络结构的新型孔材料。与其它的孔材料(活性炭、沸石分子筛、碳纳米管)相比, 其具有孔隙率高、孔结构及孔表面可调、孔径大小分布均匀、热稳定性好等特点, 在药物载体、气体吸附存储、催化、磁性材料、光学材料等领域显示出了很好的应用前景, 有望成为一种新型的功能材料, 作为新的研究领域, 真正的发展不过短短的十几年, 但是由于具有丰富的空间拓扑结构, 以及独特的光、电、磁等性质引起了研究者的广泛兴趣。

金属有机配合物的合成方法主要有常温常压法、水(溶剂)热合成法、微波合成法等。晶体合成过程受配比、pH值、溶剂、温度等因素的影响, 需要通过长期的耐心实验、观察和记录, 才能得到理想中晶体。

本课题采用的是溶剂热合成法。水(溶剂)热法是目前多数无机功能材料、特种组成与结构的无机化合物以及特种凝聚态材料的重要合成途径, 近来被用于合成各种各样的配位聚合物品体材料。水(溶剂)热合成方法生长晶体具体可以分为以下几种方法:(1)等温法:是指上升到一定温度和压力后, 温度和压力保持恒定不变, 晶体就在这种条件下生长。这种方法对设备的要求比较简单。(2)温度梯度法:反应产物从一个较高溶解度的区域转移到较低溶解度的区域, 通常是高温到低温, 这是标准的晶体生长方法。(3)温度递减法:采用不同的降温速率, 对晶体析出会产生影响。一般来说, 降温速率小有利于晶型的完整和晶体的长大。水热或溶剂热合成具有如下特点:(1)由于在水热或溶剂热条件下中间态、介稳态以及特殊物相易于生成, 因此能合成与开发一系列特殊介稳结构、特殊凝聚态的新合成物种:(2)能够使低熔点化合物、高蒸汽压且不能在融熔体中生成的物质、高温易分解化合物在水热或溶剂热低温条件下品化生成;(3)水热或溶剂热的低温、等压、过溶液条件, 有利于生长极少缺陷、取向好、完美的晶体, 且合成产物结品度高以及易于控制产物晶体的粒度;

(4)由于易于调节水热或溶剂热条件下的环境气氛, 因而有利于低价态、中间价态与特殊价态化合物的生成, 并能均匀地进行掺杂。水热或溶剂热合成通常是在不锈钢反应釜(内衬聚四氟乙烯)内进行的, 用该方法合成金属有机配合物的一般程序是:选择反应物料;确定合成物的配方:混料搅拌;装釜、封釜(填充度通常50-80%);确定反应温度、时间、卷态(静止与动态晶化);程序升温与降温;取釜、冷却(空气冷、水冷):开釜取样;过滤、干燥。

参考文献:

[1]戴安邦.配位化学[M].北京:科学出版社, 1987, 7-7

[2]孟庆金, 戴安邦.配位化学的创始和现代化[M].北京:高等教育出版社, 1998

[3] 熊顺顺.金属有机框架材料的合成、结构和性质的研究[D].中国科学技术大学.2013

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