二维锌二膦酸配位聚合物的水热合成与表征

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摘要：利用水热成技术，以吡啶二膦酸: 1-羟基-2-(3-吡啶)亚乙基-1,1-二膦酸、H5L = [(C5H4–N)CH2C(OH)(PO3H)2]为配体，首次得到1个结构新颖的二维二膦酸锌配位聚合物{Zn1.5[(C5H4−NH)CH2C(OH)(PO3)2·2H2O]·3H2O}2 1。采用单晶X-射线衍射、红外光谱(IR)、元素分析、粉末X-射线衍射(PXRD)等分析技术对产物的结构进行了表征。双核单元[Zn(2)2O2]通过两个O–P–O桥的连接，形成一维链状结构，链之间通过一个[Zn(1)O5]八面体的连接形成二维层状结构，通过氢键作用扩展为三维超分子结构。对化合物1做了荧光性能的研究，测试结果表明，在423 nm波长处有一个强的荧光发射峰，可归为分子内π*–π电荷转移的荧光发射峰。55784

毕业论文关键词：锌-二膦酸盐，水热合成，晶体结构，荧光

Abstract：The first example of Zn(II)-diphosphonate coordination polymer based on 1-hydroxyl-2-(3-pyridyl)ethylidene-1,1-diphosphonic acid, [(C5H4–N)CH2C(OH)(PO3H)2], H5L), {Zn1.5[(C5H4−NH)CH2C(OH)(PO3)2·2H2O]·3H2O}2 1, has been hydrothermally obtained and characterized by powder X-ray diffraction, elemental analysis, IR. The single-crystal X-ray diffractions show that compound 1 possess a two-dimensional layer structure, built from 1D chain via two bridge O–P–O based on octahedral [Zn(1)O5]. Then H-bond interactions further expand the two-dimensional structure into a three-dimensional supramolecular framwork. Fluorescent measurements reveal that the maximum emission peak of 1 centered at 423 nm, mainly caused by intraligand π*–π emission state of H5L (λex = 235 nm).

Key words：Zn(II)-Diphosphonate, Hydrothermal Synthesis, Crystal Structure, Fluorescent

1 前言 4

1.1 金属有机膦酸盐的发展和研究现状 4

1.2 有机膦酸的结构特点 5

1.3 金属有机膦酸盐的合成方法 6

1.3.1 水热与溶剂热合成法 6

1.3.2 常规溶液法 7

1.3.3 扩散法 7

1.4 金属有机膦酸盐的应用 7

1.5 立题思想 8

2 实验部分 8

2.1 仪器和试剂 8

2.2二维{Zn1.5[(C5H4−NH)CH2C(OH)(PO3)2·2H2O]·3H2O}2 1的合成 8

2.3 晶体结构测定和晶体学数据 9

3 结果与讨论 9

3.1 结构描述 9

3.2 表征 12

3.2.1 粉末X-射线衍射（PXRD） 12

3.2.2 元素分析 12

3.2.3 红外光谱分析（IR） 12

3.3 荧光性能研究 13

结论 15

参考文献 16

致谢 18

附录A 晶体学信息 19

1 前言

近年来，随着研究重心转向更加复杂的高附加值的复合材料时，“无机-有机杂化功能材料”的概念开始出现。将无机化合物与有机化合物制备成无机-有机杂化化合物，其结构特性明显不同于纯粹的有机化合物或无机化合物。于是人们根据它们结合后所表现出的不同寻常的综合性质而开始致力于研究各类金属与各类有机配体相结合的无机-有机杂化化合物的制备及其所表现出的性质，如离子交换、吸附分离、磁性、光学性等等。随着社会的发展、科技的进步，这种柔性无机化学工艺采用温和合成条件打开了通往各种化学设计的无机-有机杂化材料的大门[1]。