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基于含氮衍生物和羧酸的Co%28Ⅱ%29配合物的合成、结构及磁学、荧光性质.pdf
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基于 衍生物 羧酸 Co 28 29 配合 合成 结构 磁学 荧光 性质
基于含氮衍生物和羧酸的 Co()配合物的合成、结构及磁学、荧光性质赵越1,刘宇奇1*,金楠皓1,2,王新颖1,刘小铭1,陈寒1,李玮1,2,李杨华1(1.昆明理工大学理学院,云南昆明650500;2.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093)摘 要:利 用 水 热 合 成 法 合 成 了 2 种 新 型 的 金 属 有 机 配 合 物 Co(Hbmp)2(H2O)TFBDC(1)和Co(Hbmp)(TDC)(H2O)n(2)(Hbmp 为 2-(2-苯并咪唑基)-6-甲基吡啶,H2TFBDC 为四氟对苯二甲酸,H2TDC为 2,5-噻吩二甲酸),利用 X 射线单晶衍射、X 射线粉末衍射、元素分析和红外光谱等方法对其结构进行表征.结果表明,配合物 1 的晶系是斜方晶系,Fddd 空间群,中心离子 Co()为三角双锥构型,晶胞参数为 a=1.47278(11)nm,b=2.9178(3)nm,c=3.0274(2)nm.配合物 2 的晶系是单斜晶系,C2/c 空间群,中心离子 Co()为八面体构型,晶胞参数为 a=1.77753(17)nm,b=1.84660(17)nm,c=1.33365(12)nm.零维结构的配合物 1 通过丰富的 CHO、CHF、NHO、OHO 氢键作用力形成三维超分子网状结构.配合物 2 则是利用羧酸的 2 种配位模式,将相邻的金属 Co()连接形成了一维链状结构,并借助于丰富的氢键作用力,也拓展成为了三维超分子的网状结构.利用紫外漫反射光谱分析,得到 1 的 Eg值为 2.65eV,2 的 Eg值为 2.85eV,证明这 2 种配合物均是潜在的半导体材料.在 1000Oe 的磁场作用下,在 2300K 之间研究了 2 个配合物的磁性,将测试的变温磁化率数据进行居里外斯拟合,得到居里外斯温度分别为5.13K 和5.84K,证明了这 2 种配合物存在反铁磁相互作用.关键词:金属有机骨架化合物;水热合成;晶体结构;光学带隙;反铁磁性中图分类号:O611.4;O641;O743文献标志码:A文章编号:02587971(2024)02030910金属有机骨架化合物(metalorganicframework,MOFs)是由无机金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连接,形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料1-3.由于其具有多孔性、孔隙可调节性、易于功能化、特殊的光、电特性等优点,在气体的吸附分离4、气体的储存5-6、有机催化7-8、光电磁材料9-10、化学传感器11-12等领域显示了良好的应用前景.金属离子的配位环境,孔的性质,并通过与客体分子相互作用成配位键,-相互作用和氢键等等,对于开发具有发光感应的 MOFs 材料提供了坚实的理论基础13.物质的结构决定性质,性质决定用途14.所以,我们常常通过组装不同结构的配体和中心金属来探索金属有机框架材料的无限可能性.配合物的结构通常与中心金属、配体种类、溶剂的配比和反应的条件相关15,由于反应过程不可观察,难以掌握晶体的形成过程,所以选择合适的配体是配合物组装出新颖结构的关键16-17.过去几十年中,含氮杂环配体发挥了丰富的配位能力,能够组装得到大量不同功能的 MOFs.在诸多含氮杂环配体中,常见的有咪唑、吡唑、三氮唑、四氮唑、吡啶类和嘧啶类等18.这些配体属于中性含氮配体,在与金属离子配位时表现突出,能够修饰组装得到的配合物的结构或调节其孔径.再者,含氮杂环配体组装得到的金属配合物中往往具有共轭结构,这不仅可以延长分子的共轭体系,更有利于提高材料的发光性能.大量的实验研究表明,含有芳香氮杂环的配位聚合物都具有独特的生物活收稿日期:2023-05-10;接受日期:2023-09-16;网络出版日期:2023-11-30基金项目:国家自然科学基金联合基金(u1502273);昆明理工大学分析测试基金(2021P20203102006,2021M20202111080).作者简介:赵越(1999),女,四川人,硕士生,主要研究功能配合物.E-mail:andy_y_.*通信作者:刘宇奇(1975),女,云南人,副教授,主要研究功能配合物.E-mail:.云南大学学报(自然科学版),2024,46(2):309318JournalofYunnanUniversity:NaturalSciencesEditionDOI:10.7540/j.ynu.20230191性和发光致光特性,其共轭特性使其与金属离子配位后会产生*的跃迁,从而在荧光和紫外光谱中有明显特征峰,在探针、传感和生物性研究中得到广泛运用19-20.另一方面,选用羧酸类配体组装金属有机框架时,羧酸类配体,特别是多羧基配体,具有成簇的特性,能构建稳定的配位键,从而提高了金属有机框架的稳定性21,并且羧酸基团可以部分或者全部去质子化,构筑结构更为丰富的配合物22-25.此外,羧基中的氧原子易与其他基团形成氢键等弱相互作用力,对构筑高纬度的配合物具有重要连接作用26-27.在诸多羧酸配体中,2,5-噻吩二羧酸与金属离子配位时,通常表现出不同的配位模式,如单配位、双配位、三配位和四配位模式,这种配位特征使其成为构建配位聚合物的多功能构件28.因此,羧酸类配体构筑的配合物具有很大的潜在应用市场29.近年来,采用含氮杂化配体和羧酸类配体共同组装金属配合物被认为是一种行之有效的获取性能优异的金属有机框架材料的策略,这是因为过渡金属离子与这两类配体中的氧原子、氮原子和溶剂分子都具有很好的亲和力.同时,这两类配体具有多个配位点,其中配体上的羧基可以脱质子化,增加配位点的数量,而配体上的氮原子可以通过氢键和-堆积作用来增强配位聚合的稳定性.鞠鹏等30用 Hbmp 配体合成得到一例 Cu()单核配合物,配合物在溶液和固态均具有良好的光致发光性质.曾雪花等31利用 Hbmp 配体合成得到一个Cu()Fe()杂金属双核配合物,由于 2-(2-苯并咪唑基)-6-甲基吡啶(Hbmp)至二茂铁抗磁单元的分子内快速能量转移,该配合物在溶液和固态时均未检测到荧光发射性质.基于上述研究背景,本文采用 2-(2-苯并咪唑基)-6-甲基吡啶含氮配体为主配体,四氟对苯二甲酸,2,5-噻吩二甲酸为共配体,共同组装过渡金属钴基配合物,利用水热合成的方法得到了 2 种新的配合物Co(Hbmp)2(H2O)TFBDC(1)和Co(Hbmp)(TDC)(H2O)n(2).应用元素分析、红外光谱、单晶X 射线衍射和粉末 X 射线衍射等方法对这 2 种新型金属配合物进行表征,同时对它们的结构、热稳定性、光学带隙和磁性进行研究.1实验部分1.1试剂与仪器Co(OAc)24H2O、2,5-噻吩二羧酸、四氟对苯二甲酸为市售分析纯试剂,使用前未经处理.仪器设备见表 1 所示.1.2实验过程1.2.1 配体Hbmp(2-(2-苯并咪唑基)-6-甲基吡啶)的合成配体Hbmp 按文献32 方案合成,产率约为75%.元素分析(w/%,C12H9N3)理论计算值:C69.55,H4.38,N20.27;实验值为 C68.78,H4.27,N20.21.1.2.2 配合物的合成配合物Co(Hbmp)2(H2O)TFBDC(1)的合成:将 Hbmp(20.7mg,0.1mmol)溶解在 2mLDMF 中并适当搅拌,将四氟对苯二甲酸(H2TFBDC)(23.8mg,0.1mmol)溶解在 2mLDMF 中并适当搅拌.然后将两种溶液混合并搅拌,再将 Co(OAc)24H2O(24.9mg,0.1mmol)溶解在 4mL蒸馏水中并适当搅拌.最后将金属盐溶液倒入上述混合溶液中,搅拌充分后倒入一个 25mL表1实验仪器及型号Tab.1Experimentalapparatusandmodels实验仪器仪器型号生产商磁力搅拌器DZ1型磁力加热搅拌器上海雷磁仪器厂红外光谱仪AVATARFTIR360型傅立叶变换红外光谱仪美国NicoletInstrument公司鼓风干燥箱DHG-2050C型电热鼓风干燥箱上海一恒科学仪器有限公司元素分析仪GmbHVarioEL型元素分析仪德国Elementar公司X射线单晶衍射仪BrukerSMART1000CCD单晶衍射仪德国Bruker公司X射线粉末衍射仪BrukerD8Advance型X射线粉末衍射仪德国布鲁克AXS公司热重分析仪TGS-1A型热重分析仪北京博渊精准科技发展有限公司紫外可见光谱仪UV-2700型紫外可见光谱仪日本岛津公司磁测量系统MPMS(SQUID)-XL磁测量系统美国QuantumDesign公司310云南大学学报(自然科学版)http:/第46卷内衬为聚四氟乙烯的反应釜中,检查装置完全密封后,在 85 的电热鼓风干燥箱中放置 3d,然后以 3/h 的速度冷却到室温,最后得到红棕色块状晶体,即配合物 1,产率为 81.7%(基于 Co 的计算值).Co(Hbmp)2(H2O)TFBDC的元素分析(w/%,C34H24CoF4N6O5)理论计算值:C55.82,H3.31,N11.49;实验值:C55.80,H3.28,N10.89.FTIR(KBr压片,cm1):3445(w),3066(w),1607(s),1465(s),1366(s),964(s),748(w),470(w).配合物Co(Hbmp)(TDC)(H2O)n(2)的合成:配合物 2 和 1 的合成方法相同,只需要将羧酸配体替换成 2,5-噻吩二甲酸(17.2mg,0.1mmol),最后得到深红色菱形块状晶体,即配合物 2,产率为83.2%(基于 Co 的计算值).Co(Hbmp)(TDC)(H2O)n的元素分析(w/%,C19H15CoN3O5S)理论计算值:C50.00,H3.31,N9.21;实验值:C49.97,H3.28,N9.11.FTIR(KBr 压片,cm1):3630(w),3066(m),2885(m),2759(m),2725(m),1579(s),1506(s),1363(s),1012(s),792(s),755(s),493(m),430(w).1.3配合物的晶体结构解析只需用母液洗涤晶体,并选择形状和大小良好的晶体,使用 Bruker-ERSMART1000CCD 衍射仪测定配合物的晶体结构.仪器使用的测量温度为 296K,辐射源为 CuK(=0.71073nm),用/2 方式扫描,利用 Lp因子矫正和半经验吸收矫正配合物 1 和 2 的全部强度数据.使用 SAINT、SHELXTL97和 Olex2等程序解析配合物的晶体结构,详细的晶体学参数见表 2,配合物 1、2 的主要键长键角数据见表 3.表2配合物 1、2 的晶体学数据和结构测定参数Tab.2Crystallographicdataandstructuredeterminationparametersforcomplexes1and2指标配合物1配合物2分子式C34H24CoF4N6O5C19H15CoN3O5S相对分子质量731.52456.33衍射实验温度/K296(2)296(2)/nm0.710730.71073晶系/空间群斜方,Fddd单斜,C2/ca/nm1.47278(1)1.77753(2)b/nm2.9178(3)1.84660(2)c/nm3.0274(2)1.33365(1)/()9090/()90100.548(2)/()9090体积V/nm313.0093(18)4.3036(7)晶胞包含的分子数Z168单晶测量密度/(gcm3)1.4941.409吸光系数/mm10.6030.928单晶中电子数F(000)5968.01864.0结构精修角度范围3.37850.0183.20850.018衍射指标17h14,34k30,36l3520h21,18k21,15l15衍射实验中收集的总衍射点数1596810905独立衍射点数2873Rint=0.0267,Rsigma=0.01903802Rint=0.1005,Rsigma=0.1130Data/restr/paras2873/1/2343802/3/264基于F2的全矩阵最小二乘法S值1.0801.016衍射点R值I2(I)R1=0.0317,wR2=0.0824R1=0.0713,wR2=0.1700全部衍射点的R值R1=0.0441,wR2=0.0990R1=0.1203,wR2=0.2069最大和最小电子密度峰/(enm3)190,2101050,810CCDC号22607422260749第46卷赵越等:基于含氮衍生物和羧酸的 Co()配合物的合成、结构及磁学、荧光性质3112结果与讨论2.1配合物的晶体结构分析配合物 1 是由氮唑和羧酸类配体与 Co()自组装形成的零维晶体骨架材料.单晶 X 射线衍射结果表明,配合物 1 的晶系属于斜方晶系,Fddd 空间群.配合物1的非对称结构单元是由一个独立的 Co(),一个 Hbmp 配体,一个溶剂水分子以及半个游离的去质子化的TFBDC2配体构成 图 1(a).中心金属与每个螯合配体 Hbmp 提供的 2 个 N 原子以及一个溶剂水分子提供一个 O 原子连接形成了五配位的三角双锥构型.配位键的键长范围为 0.195(3)0.209(2)nm,键角范围处于 79.16(7)176.19(1)区间.在配合物 1 中,二元羧酸配体 H2TFBDC 没有与金属离子 Co()配位,但却以去质子化形式作为抗衡离子,以游离形式存在于体系中,使得整个分子处于电中性.虽然二元羧酸配体 H2TFBDC 没有参与金属离子配位,但是 H2TFBDC 中所含有的 O 和 F 原子是良好的氢键受体,同时水分子既是氢键受体,又表3配合物 1、2 的主要键长和键角Tab.3Majorbondlengthsandbondanglesofcomplexes1and2配合物化学键键长/nm化学键键角/()1Co(1)O(1W)0.195(3)O(1W)Co(1)N(2)#1122.79(5)Co(1)N(2)0.202(2)O(1W)Co(1)N(2)122.80(5)Co(1)N(2)#10.202(2)O(1W)Co(1)N(3)88.25(5)Co(1)N(3)#10.219(2)O(1W)Co(1)N(3)#188.24(5)Co(1)N(3)0.219(2)N(2)#1Co(1)N(2)114.41(1)N(2)#1Co(1)N(3)#179.16(7)N(2)#1Co(1)N(3)102.78(7)N(2)Co(1)N(3)#1102.78(7)N(2)Co(1)N(3)79.16(7)N(3)#1Co(1)N(3)176.49(1)2Co(1)O(1)0.202(3)O(1)Co(1)O(3)#1167.20(2)Co(1)O(3)#10.240(3)O(1W)Co(1)O(3)#190.88(1)Co(1)O(4)#10.208(3)O(1)Co(1)O(4)#1109.49(1)Co(1)O(1W)0.213(3)O(1W)Co(1)N(1)170.55(1)Co(1)O(1)0.225(4)O(1)Co(1)O(1W)89.57(1)Co(1)N(2)0.204(3)N(1)Co(1)O(3)#186.59(1)O(3)Co(1)#10.240(3)O(1)Co(1)N(1)94.92(1)O(4)Co(1)#10.208(3)N(2)Co(1)O(3)#188.07(1)O(1)Co(1)N(2)104.67(1)N(2)Co(1)O(4)#1145.83(1)O(4)#1Co(1)O(3)#157.76(1)N(2)Co(1)O(3)93.35(1)O(4)#1Co(1)O(1W)87.57(1)N(2)Co(1)N(1)77.48(1)O(4)#1Co(1)N(1)98.72(1)对称操作1:#1=+x,3/4y,3/4z;对称操作2:#1=1/2+x,3/2y,1/2+z.312云南大学学报(自然科学版)http:/第46卷是氢键供体,配合物中存在丰富的 CHO、C HF、N HO、O HO 氢 键 作 用 力 图 1(b),每一个结构单元通过这些丰富的氢键作用力拓展成三维超分子网状结构 图 1(c),同时,每个配合物的单分子均通过氢键连接 4 个不同方向去质子化的 TFBDC2分子,见图 1(b).而TFBDC2再连接不同的配位单体,最终构建成三维超分子网状结构,见图 1(c).相应的氢键参数见表 4.配合物 2 是由氮配和羧酸类配体与 Co()自组装形成的一维晶体骨架材料.X 射线单晶衍射结果表明,配合物 2 的晶系属于单斜晶系,C2/c 空间群.配合物2的非对称结构单元由一个独立的Co()离子,一个 Hbmp 配体,一个 TDC2配体和一个配位 H2O 分子构成 图 2(a).每个 Co()中心与 Hbmp 配体提供的 2 个 N 原子(N1N2),2 个TDC2配体提供的 3 个 O 原子(O1,O3A,O4A),一个溶剂水分子中的 O 原子(O005)六配位连接,3个羧基 O 原子同一平面,而 2 个配位 N 原子和O1W 在同一平面,2 个平面近乎垂直,形成近似八面体的构型.TDC2采用 2 种配位模式将附近的 Co()连接起来,构成无限延伸一维链,中心离子 Co()Co()之间的距离为 1.0798nm,见图 2(b).Hbmp配体则采用螯合配位模式与 Co()配位形成一个五元环,巩固了这条一维羧酸链.另外,分子中存在丰富的氢键作用力,将配合物拓展成三维超分子网状结构,见图 2(c).氢键参数详见表 5.2.2配合物的X射线粉末衍射分析为了检查后续合成产生的结晶相的纯度和均匀性,对配合物晶体进行了简单的干燥和研磨,然后在室温下进行X 射线粉末衍射(PXRD)实验.图 3 显示了配合物1 和 2 的粉末 X 射线衍射图以及用 Mercury 软件根据晶体结构数据模拟的理论 PXRD 图谱.分析图表4配合物 1 的分子间氢键Tab.4Hydrogenbondinggeometryofcomplex1DHAd(DH)/nmd(HA)/nmd(DA)/nmDHA/()O1WH1WO10.088(3)0.177(3)0.264(2)171(3)N1H1O2#10.086(2)0.189(2)0.274(3)171.58(1)C5H5O2#20.093(2)0.261(2)0.336(3)138.84(2)C3H3F2#30.093(3)0.266(2)0.349(3)149.11(2)C4H4F1#30.093(3)0.245(2)0.329(3)148.98(2)O1WH1WO1#40.088(3)0.177(3)0.264(2)171(3)对称操作:#1=1/2+x,3/4y,5/4z;#2=5/4x,+y,5/4z;#3=3/4+x,1/4+y,1z;#4=+x,3/4y,3/4z.图1配合物 1 的结构Fig.1Thestructureofcomplex1第46卷赵越等:基于含氮衍生物和羧酸的 Co()配合物的合成、结构及磁学、荧光性质313像可知,配合物 1和 2 的 PXRD 谱图与理论谱图的衍射峰位置基本一致,且未出现明显杂衍射峰,说明所得的产物纯度较高.2.3配合物的热重分析在 N2环境中进行了热重实验(TGA),以研究 2 种配合物的热稳定性(图 4).观察到配合物 1、2 均有 3 步失重过程,配合物 2 的热稳定性优于配合物 1.配合物 1 从 100就开始分解,在 57295 这一阶段主要失去的是配位水分子,从 295386 发生的 31.2%的重量失去应是配合物中未参与配位的 TFBDC2(理论值:32.3%),而第三阶段的失重则是 Hbmp 配体的解离.因为 Hbmp 的螯合配位模式十分稳定,所以在 900 的温度下 Hbmp 配体仍未分解完全.配合物 2 在 113246 和配合物 1 的第一步失重过程一样,但配合物 2 在 301475 范围内因为失去 TDC2而丢失 38.2%的重量(理论值:32.3%).从热重图可以看出配合物的热稳定性与羧酸和中心金属的连接方法有一定的关系.2.4配合物 1、2 的光学带隙分析为了进一步评估配合物的半导体行为,通过紫外漫反射光谱计算了 2 个 Co 基配合物的光学带隙值.根据 Kubelka-Munk 函数(F),得到配合物 1 和 2 的 Eg计算公式:F=(1R)2/2R,(Fhv)n=B(hv Eg).式中,R 是给定波长下无限厚层的反射率,h 是Plank 常数,v 是光的频率,Eg是材料的光学带隙能量,因子 B 取决于假定在光学频率范围内恒定的跃迁概率,n=2 或 1/2 分别表示直接和间接跃迁33-35.通过将直线图(Fhv)1/2=f(hv)外推到零吸收(F=0)便可近似得到材料的带隙值,如图 5 所示.通过分析,配合物 1 的 Eg值为 2.68eV,2 的 Eg值为 2.85eV,表明这 2 个配合物都是潜在的半导体材料,有望应用于光学领域.2.5配合物 1、2 的磁性分析我们对配合物 1、2分别进行了变温磁化率的测定(温度区间为 2300K),根据相对分子质量和测试质量对数据进行了处理(图 6),分别画出了摩尔磁化率与温度及变温磁化率与温度的关系图.根据居里外斯定律:M=C/(T),式中:M为摩尔磁化率(cm3mol1);为居里温度(K);T 为绝对温度(K);C 为居里常数.在每幅图的嵌套图中对配合物的 2300K 的温度区间进行居里外斯拟合计算(如图中红线所示).在 300K 温度下,配合物 1 变温磁化率 MT值为 2.410cm3K/mol,高于理论上孤立系统中表5配合物 2 的分子间氢键Tab.5Hydrogen-bondinggeometryofcomplex2DHAd(DH)/nmd(HA)/nmd(DA)/nmDHA/()N3H3O2#10.086(4)0.200(3)0.281(5)157.0(3)O005H00BO2#20.088(2)0.187(3)0.273(4)164.7(2)O005H00AO4#30.088(3)0.192(3)0.274(4)153.98(2)对称操作:#1=1/2x,1/2+y,3/2z;#2=1/2x,3/2y,1z;#3=1x,+y,3/2z.图2配合物 2 的结构Fig.2Thestructureofcomplex2314云南大学学报(自然科学版)http:/第46卷Co()金属中心的磁自旋值 1.876cm3K/mol(g=2.0,S=3/2),这是由于 Co()离子4T1g基态轨道贡献的结果36.对于 MT 曲线来说,在 2K 时,MT 值为1.466cm3K/mol;随着温度的升高,MT 值上升至2.297cm3K/mol;当温度上升至 90K 时,MT 值开始缓慢上升,最后到达 2.410cm3K/mol(T=300K).对于摩尔磁化率 M而言,在整个测试温度范围内,其随着温度的升高,表现出与温度的负相关.根据图3配合物 1、2 的PXRD 谱图Fig.3PXRDpatternsforcomplex1and2图4配合物 1、2 的热重曲线Fig.4TGAcurvesforcomplex1and2图5配合物 1、2 的光学带隙分析图Fig.5Opticalbandgapanalysisofcomplex1and2图6配合物 1、2 的 M、MT以及 M1对温度T变化曲线Fig.6TemperaturedependencesofMMTandM1ofcomplexes1and2第46卷赵越等:基于含氮衍生物和羧酸的 Co()配合物的合成、结构及磁学、荧光性质315居里外斯定律,我们将 M1对 T 在 2300K 的温度区间内进行居里外斯拟合计算(R99.95%),得到居里常数 C=2.44cm3K/mol,居里温度=5.13K.居里温度为负值以及随温度的上升而逐渐上升的趋势表明了配合物具有反铁磁性相互作用.配合物 2 也呈现出相同的趋势,其变温磁化率随着温度的升高而升高,在2K时,MT 值为最小值 1.355cm3K/mol,在温度 280K 的过程中急剧上升至 2.366cm3K/mol,最后缓慢上升至 MT 的最大值,为 2.507cm3K/mol(T=189K).在室温(300K)下,MT=2.49cm3K/mol.我们将 M1对 T 在 2300K 的温度区间内进行居里外斯拟合,得到C=2.56cm3K/mol,=5.84K,同理,配合物 2 也表现出弱的反铁磁相互作用.配合物 1 和配合物 2的 MT 值相差不大,是由于这 2 个配合物均借助于丰富的氢键作用力,拓展成为三维超分子网状结构,而氢键作用力对配合物的磁性会产生影响,氢键作用力可以完成分子的自组装,形成超分子或某些固态物质.而且它们可能比原来单个分子在熔点、粘度、磁性、光学性及反应性等许多物理化学性质上有明显改变,甚至使其成为具有特异功能的新型材料37.3结论通过实验,利用水热合成的方法得到了 2种 新 型 配 合 物 Co(Hbmp)2(H2O)TFBDC(1)和Co(Hbmp)(TDC)(H2O)n(2).配合物 1 的中心金属与每个螯合配体 Hbmp 提供的 2 个 N 原子以及一个溶剂水分子提供一个 O 原子连接形成了五配位的三角双锥构型;配合物 2 中相邻的 Co()借助于羧酸配体连接成一维链.两个配合物中均存在丰富的氢键作用力,最终都拓展成三维超分子结构.热重分析表明,配合物 2 的热稳定性高于配合物 1.此外,通过紫外漫反射光谱分析表明这两个配合物都是潜在的半导体材料.磁学性能研究表明这两个配合物均具有反铁磁性.参考文献:ZhouHC,LongJR,YaghiOM.Introductiontometal-organic frameworksJ.Chemical Reviews,2012,112(2):673-674.DOI:10.1021/cr300014x.1YuanS,FengL,WangKC,etal.Stablemetal-organicframeworks:Design,synthesis,andapplicationsJ.Ad-vanced Materials,2018,30(37):1704303.DOI:10.21002/adma.201704303.CaiGR,YanP,ZhangLL,etal.Metal-organicframe-work-based hierarchically porous materials:SynthesisandapplicationsJ.ChemicalReviews,2021,121(20):12278-12326.DOI:10.1021/acs.chemrev.1c00243.3JiangHL,FengDW,LiuTF,etal.Poresurfaceen-gineeringwithcontrolledloadingsoffunctionalgroupsviaclickchemistryinhighlystablemetal-organicframe-worksJ.Journal of the American Chemical Society,2012,134(36):14690-14693.DOI:10.1021/ja3063919.4ChenBL,OckwigNW,MillwardAR,etal.HighH-2adsorptioninamicroporousmetal-organicframeworkwithopenmetalsitesJ.AngewandteChemie(Interna-tional Edition),2005,44(30):4745-4749.DOI:10.1002/anie.200462787.5ChenBL,LiangCD,YangJ,etal.Amicroporousmetal-organicframeworkforgas-chromatographicsep-arationofalkanesJ.AngewandteChemie(Internation-al Edition),2006,45(9):1390-1393.DOI:10.1002/anie.200502844.6ShigematsuA,YamadaT,KitagawaH.Selectivesepar-ationofwater,methanol,andethanolbyaporousco-ordinationpolymerbuiltwithaflexibletetrahedrallig-andJ.Journal of the American Chemical Society,2012,134(32):13145-13147.DOI:10.1021/ja306401j.7HermZR,SwisherJA,SmitB,etal.Metal-organicframeworksasadsorbentsforhydrogenpurificationandprecombustioncarbondioxidecaptureJ.JournaloftheAmerican Chemical Society,2011,133(15):5664-5667.DOI:10.1021/ja111411q.8HardingJ L,Reynolds M M.Metal organic frame-worksasnitricoxidecatalystsJ.JournaloftheAmer-icanChemicalSociety,2012,134(7):3330-3333.DOI:10.1021/ja210771m.9ChenBL,XiangSC,QianGD.Metal-organicFrame-works with functional pores for recognition of smallmoleculesJ.Accounts of Chemical Research,2010,43(8):1115-1124.DOI:10.1021/ar100023y.10ChoiHJ,SuhMP.Nickel()macrocycliccomplexeswithlongalkylpendantchain:Synthesis,X-raystruc-ture,andanionexchangepropertyinthesolidstateJ.InorganicChemistry,2003,42(4):1151-1157.DOI:10.1021/ic025971p.11LiMY,DincaM.Reductiveelectrosynthesisofcrystal-line metal-organic frameworks(N)J.Journal of theAmerican Chemical Society,2011,133(33):12926-12929.DOI:10.1021/ja2041546.12韩瑜.基于过渡金属(Co、Mn、Zn)的新型金属有机骨架组装及其催化性能研究D.上海:华东理工大学,2017.HanY.MetalOrganicframeworksassemblybasedon13316云南大学学报(自然科学版)http:/第46卷(Co,Mn,Zn)andtheircatalyticpropertiesD.Shang-hai:EastChinaUniversityofScienceandTechnology,2017.YanXY,LiPX,SongXM,etal.RecentprogressintheremovalofmercuryionsfromwaterbasedMOFsmaterialsJ.Coordination Chemistry Reviews,2021,443:214034.DOI:10.1016/j.ccr.2021.214034.14CaputoCB,VukoticVN,SirizzottiNM,etal.Atet-rapyridine ligand with a rigid tetrahedral core formsmetal-organicframeworkswithPtStypearchitectureJ.ChemicalCommunications,2011,47(30):8545-8547.DOI:10.1039/c1cc12188j.15ChunH,DybtsevDN,KimH,etal.Synthesis,X-raycrystalstructures,andgassorptionpropertiesofpillaredsquaregridnetsbasedonpaddle-wheelmotifs:Implica-tions for hydrogen storage in porous materialsJ.Chemistry-A European Journal,2005,11(12):3521-3529.DOI:10.1002/chem.200401201.16HuY,AnHY,LiuX,etal.pH-controlledassemblyofhybridarchitecturesbasedonAnderson-typepolyoxo-metalates and silver coordination unitsJ.DaltonTransactions,2014,43(6):2488-2498.DOI:10.1039/C3DT52987H.17SuleR,MishraAK,NkambuleTT.Recentadvance-mentinconsolidationofMOFsasabsorbentsforhydro-gen storageJ.InternationalJournal of Energy Re-search,2021,45(9):12481-12499.DOI:10.1002/er.6608.18CombaP,RudolfH,WadepohlH.Synthesisandtrans-itionmetalcoordinationchemistryofanovelhexadent-ate bispidine ligandJ.Dalton Transactions,2015,44(6):2724-2736.DOI:10.1039/C4DT03262D.19Fernndez-Alvarez F J,Lalrempuia R,Oro L A.MonoanionicNSiN-typeligandsintransitionmetalco-ordination chemistry and catalysisJ.CoordinationChemistryReviews,2017,350:49-60.DOI:10.1016/j.ccr.2017.04.011.20FurukawaH,KoN,GoYB,etal.Ultrahighporosityin metal-organic frameworksJ.Science,2010,329(5990):424-428.DOI:10.1126/science.1192160.21魏佳佳.含杂环芳香羧酸有机配体的合成及离子热合成金属有机配位聚合物、晶体结构和性能研究D.南昌:江西师范大学,2012.WeiJJ.Synthesesofaromaticacidwithaheterocyclicringligands and ionothermal synthese,crystal struc-turesandpropertiesofthemetal-organiccoordinationpolymersD.Nanchang:Jiangxi Normal University,2012.22保玉婷,李海朝,马琴,等.基于有机

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