配位聚合物(2016年9月).pptx

配位化学配位聚合物研究进展2016年9月目录CONTENT03 配位聚合物分类01 配位聚合物简介04 功能配位聚合物02 配位聚合物发展史配位聚合物简介01金属离子自组装配位有机配体配位聚合物简介01　配位聚合物(coordination polymers)或金属-有机框架(metal-organicframeworks 简称MOFs)是由过渡金属和有机配体自组装而形成, 不同于Si-O类的无机聚合物。（指利用金属离子与有机桥联配体通过配位键合作用而形成的一类具有一维, 二维或三维无限网络结构的配位化合物。）配位聚合物周期性网状骨架的多孔材料配合聚合物简介01特点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。这类化合物大多具有规则的孔状结构，这就使其在材料化学尤其是孔状材料领域有广阔的应用前景，并越来越受到人们的广泛关注。应用方面：气体储存药物缓释手性拆分选择性催化配位聚合物简介01 MOFs主要是通过金属离子和有机配体自组装的方式，由金属或金属簇作为顶点，通过刚性的或半刚性的有机配体连接而成。由配位基团包裹金属离子而形成的小的结构单元称为次级结构单元（Secondary Building Unit,SBU）空间构型01配位聚合物简介空间构型 金属配位聚合物通过次级结构单元连成的空间结构，大致可以分为以下三种：一维链状结构，二维层状结构以及三维框架的立体结构。常见的几种金属配位聚合物的结构如下图所示：配位聚合物简介01空间构型实例一维链状结构聚合物[ Cu(4, 4 -bpy)(H2O)2(ClO4)2]聚合物[ Ag(py z)] (BF4)聚合物[ (pph3)2Cu2(μ-Cl)2(4, 4-bpy)2]01配位聚合物简介空间构型实例二维层状结构01配位聚合物简介空间构型实例三维框架结构配位聚合物发展史02配位聚合物发展史02MOFs 材料的发展简介1999年，Yaghi OM 在 Science 杂志上报道了在原有的基础上进行改进，以刚性有机配体对苯二甲酸和过渡金属 Zn 合成的具有简单立方结构的三维MOF 材料——MOF-5。2002年，Yaghi 又以MOF-5为原型，改变 MOF-5的有机联结体得到一系列具有与MOF-5 类似结构的微孔金属有机配合物 IRMOF 材料，如：IRMOF-8IRMOF-11和 IRMOF-18，实现了从晶态微孔材料到晶体介孔材料的跨越。1995 年 ， 第 一 个 被 命 名 为 金 属 有 机 骨 架 （MOFs）的材料在 Nature 杂志中报道。它是由 Yaghi OM 研发出来的，具有二维结构的配位化合物，由刚性的有机配体均苯三甲酸与过渡金属 Co 合成。02配位聚合物发展史MOF-5简介MOF-5 是指以 Zn2+和对苯二甲酸(H2BDC)分别为中心金属离子和有机配体，它们之间通过八面体形式连接而成的具有微孔结构的三维立体骨架。其次级结构单元为 Zn4O(-CO2)6，是由以1个氧原子为中心、通过6个带苯环的羧基桥联而成的，其结构示意图如图所示。这种物质有着很好的热稳定性，可被加热至300℃仍保持稳定；具有相当大的比表面积和规则的孔径结构：MOF-5 的比表面积是3362 m2／g，孔容积是1.19 cm3／g，孔径是0.78 nm。02配位聚合物发展史MOFs应用方面储氢催化荧光人们一般利用MOFs材料结构中的金属的活性催化，或在MOFs骨架上引用具有催化活性的有机配体和负载具有催化活性组分来催化。通常的合成方法有：直接合成法;合成后修饰法；还有以MOFs材料为基体，采用浸渍、沉降或吸附等方法将催化活性位引入到MOFs材料中。 传统的发光材料分为有机发光材料和无机发光材料，组装起来就成为金属有机骨架荧光材料。根据ISI Web of Science检索，目前已经被报道的具有荧光性能的MOFs材料至少有一千多种。MOFs因其更高的比表面积，更大的孔容，且结构可控，孔道可修饰等优点，近年来成为了储氢方面的热点，主要可以分成三种：MOF-5，IRMOFsMMOMs储氢材料。ONETwoThree02配位聚合物发展史2005年、Yaghi提出SBUs的概念次级构造单元（SBU），如果能将金属中心键合在螯合点上而不是在单齿配位点上，则不仅因为非常强的螯合效应而使网络结构的稳定性大大提高，而且可能产生少的网络拓扑形式，这样在骨架结构的设计与合成中就能够有更大的预测性和控制性。SBU通过有机单元连接羧基的碳原子而形成网状的MOFs。02配位聚合物发展史MOCPs在结构和应用上取得迅猛发展种类结构各异、功能多样的配位聚合物配位聚合物分类03配位聚合物分类03方法一：Robson教授在1998 年对它们进行过总结。他根据聚合