研究目的
利用较少研究的草酰胺配体N,N'-双(4-邻苯二甲酸)(H4L)探索金属离子调控的配位聚合物(CPs)合成,并研究所得CPs的结构多样性、磁性能及发光特性。
研究成果
该研究通过金属离子调控策略成功合成了五种结构多样的新型配位聚合物(CPs)。主要发现包括:观察到H4L配体的四种新配位模式、各异的磁学性质(化合物2呈反铁磁性,化合物3呈铁磁性),以及化合物1、4和5的强发光性能。研究表明草酰胺基配体在构建具有定制结构和性能的配位聚合物方面具有显著效果,未来工作可探索更多金属离子或功能应用。
研究不足
该研究仅限于特定的金属离子和H4L配体,未探索pH值或其他配体等变量的影响。所合成的配位聚合物(CPs)的磁性和发光特性可能不适用于其他体系。潜在的优化方向包括研究更广泛的金属离子或溶剂条件。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用金属离子调控策略,在固定温度和溶剂比例条件下,通过溶剂热法合成了五种新型配位聚合物。磁性分析的理论模型基于磁化率方程构建。
2:样品选择与数据来源:
样品包括合成的配位聚合物[ZnL0.5(H2O)2]n(1)、[CoL0.5(H2O)2]n(2)、[Mn(H2L)(H2O)2]n(3)、[Ca(H2L)(H2O)2]n(4)和[Ba(H2L)(H2O)2]n(5),其中H4L配体根据文献合成。数据均来自实验测定。
3:5(H2O)2]n(1)、[CoL5(H2O)2]n(2)、[Mn(H2L)(H2O)2]n(3)、[Ca(H2L)(H2O)2]n(4)和[Ba(H2L)(H2O)2]n(5),其中H4L配体根据文献合成。数据均来自实验测定。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包含EQUINOX-55型傅里叶变换红外光谱仪、PerkinElmer 2400C元素分析仪、Netzsch TG209F3热重分析仪、Bruker D8 ADVANCE X射线粉末衍射仪、Hitachi F-4500荧光分光光度计、Quantum Design MPMS-XL-7 SQUID磁强计及Bruker SMART APEX II CCD X射线衍射探测器。试剂与溶剂均为市售商品。
4:实验流程与操作步骤:
将金属盐与H4L在特定溶剂中混合后于105°C加热3天,随后冷却制得配位聚合物。实验流程包含红外光谱测试、元素分析、热重分析、X射线粉末衍射、发光性能测试及磁化率测量。
5:数据分析方法:
晶体结构精修采用SHELXL-2014软件,拓扑分析使用Topos软件,磁性参数拟合通过特定方程完成。
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EQUINOX-55 FT-IR spectrometer
EQUINOX-55
Bruker
Record infrared spectra in the range of 400–4000 cm-1
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PerkinElmer 2400C elemental analyzer
2400C
PerkinElmer
Perform elemental analyses for C, H, and N
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Bruker D8 ADVANCE
D8 ADVANCE
Bruker
Collect powder X-ray diffraction (PXRD) data with Cu Kα radiation
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Hitachi F-4500 fluorescence spectrophotometer
F-4500
Hitachi
Investigate solid state luminescence
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Quantum Design MPMS-XL-7 SQUID magnetometer
MPMS-XL-7
Quantum Design
Collect magnetic susceptibility data in the range of 2–300 K
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Bruker SMART APEX II CCD detector
SMART APEX II
Bruker
Collect single crystal diffraction data using Mo Kα radiation
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Netzsch TG209F3 equipment
TG209F3
Netzsch
Perform thermogravimetric analyses (TGA) in N2 atmosphere
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