镍的配位聚合物Ni4(L3¬)4(H2O)4•8H2O的水热合成、晶体结构及表征 毕业论文.doc

镍的配位聚合物Ni4(L3)4(H2O)4·8H2O的水热合成、晶体结构及表征 采用水热法合成了配位聚合物Ni4(L3)4(H2O)4·8H2O。X-射线单晶结构分析表明，化合物Ni4(L3)4(H2O)4·8H2O是零维的结构。四个镍（II）离子和四个L32-配体交替连接成为Ni4(L3)4结构。化合物的晶胞参数是a = 11.4610 ?，b = 14.3516 ?，c = 17.450 ?，( = 83.38 o，( = 79.89 o，( = 83.68 o，V = 2852.95 ?3。在化合物1中有大量的结晶水，结晶水与分子之间存在较强的氢键作用力，这些氢键将零维的分子连接成三维的超分子结构。 关键词：水热合成配位聚合物镍 近年来，镍的配位聚合物在材料研究方面引起了越来越多的兴趣，不仅是由于它们具有多种多样的拓扑结构，还因为镍离子具有单电子，使镍的配位聚合物具有特殊的磁性质。镍的配位聚合物作为一种新型的分子功能材料，在气体存储、分离以及光、电、磁、手性拆分和催化等领域具有巨大的应用潜力[1]。已经有很多文献报道利用水热合成方法合成出的镍配位聚合物具有很好的磁性和应用前景。本文利用水热合成法合成了一种新型的零维镍的配位聚合物。 1实验原理方法 1.1实验原理 1.1.1合成方法：水热合成 水热合成是将反应物和水溶液一起放在密闭的耐高压容器即反应釜中，当混合物被加热至一定温度100-1000℃）时，容器里的压力可达几个甚至几百个大气压，从而使反应物溶解以发生化学反应并在缓慢降温过程中结晶析出。当所用溶剂不局限于水，还含有其它无机或有机溶剂如氨、醇类、胺类、乙腈和吡啶等时，这类合成统称为溶剂热合成。根据温度可将其分为低温水热（100oC以下），中温水热（100-200°C）和高温水热（大于300oC）[]。 1.1.2反应介质：水 在水热反应中，水作为溶剂是主要介质，高温高压水的作用可归纳如下：1.有时作为化学组分起化学反应；反应和重排的促进剂；.起压力传递介质的作用；起溶剂作用；起低熔点物质的作用；提高物质的溶解度；此外，反应介质的改变会影响反应物的化学行为[]。 1.1.3水热合成的特点 1.由于水热条件下反应物的反应性能改变及活性的提高，水热合成方法有可能代替固相反应以及一些难以进行的合成反应。 .由于易于调节水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[]。 1.2实验方法1.2.1水热合成方法 有机配体与镍的金属盐按一定的摩尔比在H2O18 mL）中混合，在室温下搅拌半个小时左右，用KOH、HCl调节pH值，再在室温下搅拌1小时，然后装入23带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，将其放入烘箱内，设定一个温度值，在自生压力作用下加热晶化三到四天。关闭烘箱电源逐渐缓慢的冷却至室温，开釜看是否有晶体生成，若有过滤出晶体2结果与讨论 2.1化合物1的合成 化合物1 Ni4(L3)4(H2O)4·8H2O是在中温水热反应条件下合成的。具体合成条件如下：NiCl2·6H2O 0.0519g），L30.0260g），对氨基苯磺酸0.0173g），在H2O18 mL）中混合在室温下搅半个小时左右，用KOH和HCl调节pH值至pH = 6，再搅拌1个小时左右，然后装入23带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，将其放入130°C烘箱内，在自生压力作用下加热晶化四天左右。关闭烘箱电源逐渐缓慢的冷却至室温，过滤得到绿色晶体，得到产率约为32%（以Ni的量计算）。经去离子水洗涤，室温干燥后，产物进行表征、测试。元素分析实验值（C40H52N12Ni4O32，分子量：1447.78）：C：33.16%；H：3.60%；N：11.58%. 理论值（单晶衍射测定计算）：C：33.15%；H：3.59%；N：11.60%. 主要的红外吸收峰为 (ν/cm-1)：3439.0 vs，9.1 w，1681.3 s，1496.2 vs，1474.2 vs，1371.5 s，1114.6 s，1090.5 w，1023.2 w，942.9 w，869.4 w。 2. 化合物1单晶X-射线衍射数据采用Rigaku R-AXIS RAPID IP衍射仪测定，用Mo-Kα射线λ = 0.71073 ?），以ω扫描方式收集数据。结构解析工作用SHELXTL-97程序完成。利用直接法确定金属原子位置，然后用差值函数法和最小二乘法求出全部非氢原子坐标，最后理论加氢，用最小二乘法对结构进行修正。化合物1的晶体学数据见表1。 2..1化合物1的分子结构 X-射线单晶结构分析表明，化合物1 Ni4(L3)4(H2O)4·8H2O是三斜晶系，P-1空间群，是零维的结构。四个镍（II）离子和四个L32-配体交替连接成为Ni4(L