说明书一种镉配位聚合物及制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种镉配位聚合物，具体涉及一种以1,3-二(吡啶-3-甲氧基)苯和1,4-苯二甲酸为配体的镉配位聚合物，以及该配位聚合物的制备方法和荧光性能，属于化学领域。
背景技术
由于d10闭壳层过渡金属配合物具有结构多样以及荧光性质丰富的特点，近年来已被广泛研究[F. P. Huang, Z. M. Yang, P. F. Yao, Q. Yu, J. L. Tian, H. D. Bian, S. P. Yan, D. Z. Liao and P. Cheng, CrystEngComm, 2013, 15, 2657; G. Z. Liu, S. H. Li and L. Y. Wang, CrystEngComm, 2012, 14, 880.]。在配位聚合物的合成过程中，有机配体起着关键作用，配体种类的不同不仅直接影响聚合物的合成，同时还涉及到聚合物的空间结构以及功能特性[Y. F. Han, X. Y. Li, L. Q. Li, C. L. Ma, Z. Shen, Y. Song and X. Z. You, Inorg. Chem., 2010, 49, 10781; M. Hu, A. A. Belik, M. Imura and Y. Yamauchi, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 384; D. Sun, N. Zhang, R. B. Huang and L. S. Zheng, Cryst. Growth Des., 2010, 10, 3699.]。众所周知，吡啶配体是一类良好的单齿配体，它的N原子具有较强的配位能力，能和多种金属离子配位，在强配位键、弱氢键和π–π作用下组装出结构新颖和性能独特的各种金属配合物[H.W. Roesky and M. Andruh, Coord. Chem. Rev., 2003, 236, 91.]。另外，含羧基官能团的配体具有良好的配位能力和灵活的配位模式，也是构筑金属配位聚合物的良好配体[D. Liu, Z. G. Ren, H. X. Li, J. P. Lang, N. Y. Li and B. F. Abrahams, Angew. Chem. Int. Ed., 2010, 49, 4767; Q. Q. Guo, C. Y. Xu, B. Zhao, Y. Y. Jia, H. W. Hou and Y. T. Fan, Cryst. Growth Des., 2012, 12, 5439.]。但将柔性的双吡啶配体和刚性的羧酸苯配体共同引入同一反应体系构筑相应的金属配合物并研究其荧光性质的报道相对较少。因此，基于柔性的1,3-二(吡啶-3-甲氧基)苯和刚性的1,4-苯二甲酸配体合成镉配位聚合物的开发利用为新型荧光材料的探索开辟了新的道路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镉配位聚合物和制备方法及其应用。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：一种镉配位聚合物，所述的配位聚合物的化学式为[Cd(1,4-BDC)(bpmb)(H2O)]n，其中1,4-H2BDC＝1,4-苯二甲酸；bpmb＝1,3-二(吡啶-3-甲氧基)苯；所述配位聚合物的红外吸收峰包括：3424 cm-1, 2913 cm-1, 1656 cm-1, 1605 cm-1, 1562 cm-1, 1545 cm-1, 1437 cm-1, 1378 cm-1, 1338 cm-1, 1265 cm-1, 1154 cm-1, 1048 cm-1, 1035 cm-1, 991 cm-1, 936 cm-1, 890 cm-1, 862 cm-1, 837 cm-1, 786 cm-1, 646 cm-1，所述的配位聚合物的晶体属三斜晶系，空间群为P-1，晶胞参数为：a = 6.4235(13) ?，b = 13.158(3) ?，c = 14.840(3) ?，α = 87.94(3)°, β = 78.26(3)°, γ = 83.90(3)°；每个镉原子与两个来自于配体1,3-二(吡啶-3-甲氧基)苯的氮原子，四个来自于配体1,4-苯二甲酸的氧原子以及一个来自于水的氧原子配位，形成无限二维网格状结构。
一种镉配位聚合物的制备方法，所述的制备方法包括下述步骤：将二水合乙酸镉、1,4-苯二甲酸、1,3-二(吡啶-3-甲氧基)苯和蒸馏水放入反应器中，封闭后，于150℃反应4天；反应结束后，以5 °C/h的速率进行降温，直至室温，得到镉配位聚合物，收集无色块状晶体，在空气中自然晾干，进一步的，反应物的摩尔比为：二水合乙酸镉∶1,4-苯二甲酸∶1,3-二(吡啶-3-甲氧基)苯=2∶1∶1，蒸馏水的升数为二水合乙酸镉的摩尔数的100倍。
一种镉配位聚合物的应用，所述的一种镉配位聚合物在荧光材料上的应用。
本发明所具有的有益技术效果为：本配位聚合物在常温下稳定，制备方法工艺简单，收率较高，常温下具有稳定的荧光性能，从而为荧光材料科学领域注入新的生命力。
附图说明
图1是本发明配合物的Cd(II)的配位环境图。
图2是本发明配位聚合物的晶体结构图。
图3是本发明配位聚合物的固体荧光图。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例，这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。
一种镉配位聚合物，所述的配位聚合物的化学式为[Cd(1,4-BDC)(bpmb)(H2O)]n，其中1,4-H2BDC＝1,4-苯二甲酸；bpmb＝1,3-二(吡啶-3-甲氧基)苯；所述配位聚合物的红外吸收峰包括：3424 cm-1, 2913 cm-1, 1656 cm-1, 1605 cm-1, 1562 cm-1, 1545 cm-1, 1437 cm-1, 1378 cm-1, 1338 cm-1, 1265 cm-1, 1154 cm-1, 1048 cm-1, 1035 cm-1, 991 cm-1, 936 cm-1, 890 cm-1, 862 cm-1, 837 cm-1, 786 cm-1, 646 cm-1，所述的配位聚合物的晶体属三斜晶系，空间群为P-1，晶胞参数为：a = 6.4235(13) ?，b = 13.158(3) ?，c = 14.840(3) ?，α = 87.94(3)°, β = 78.26(3)°, γ = 83.90(3)°；每个镉原子与两个来自于配体1,3-二(吡啶-3-甲氧基)苯的氮原子，四个来自于配体1,4-苯二甲酸的氧原子以及一个来自于水的氧原子配位，形成无限二维网格状结构，其中，Cd(II)的配位环境为扭曲的五角双锥，如图1所示。
一种镉配位聚合物的制备方法，所述的制备方法包括下述步骤：将二水合乙酸镉、1,4-苯二甲酸、1,3-二(吡啶-3-甲氧基)苯和蒸馏水放入反应器中，封闭后，于150℃反应4天；反应结束后，以5 °C/h的速率进行降温，直至室温，得到镉配位聚合物，收集无色块状晶体，在空气中自然晾干，进一步的，反应物的摩尔比为：二水合乙酸镉∶1,4-苯二甲酸∶1,3-二(吡啶-3-甲氧基)苯=2∶1∶1，蒸馏水的升数为二水合乙酸镉的摩尔数的100倍。
一种镉配位聚合物的应用，所述的一种镉配位聚合物在荧光材料上的应用。
实施例1：配位聚合物的合成：
将二水合乙酸镉(11 mg, 0.04 mmol)、1,4-苯二甲酸(3 mg, 0.02 mmol)、1,3-二(吡啶-3-甲氧基)苯(6 mg, 0.02 mmol)和4mL蒸馏水放入反应器中，封闭后，于150℃反应4天；反应结束后，以5 °C/h的速率进行降温，直至室温，收集无色块状晶体，在空气中自然晾干，得到镉配位聚合物。产率约51%。经多次重复试验本合成方法可靠稳定。
实施例2：配位聚合物的表征：
配位聚合物的结构测定：在显微镜下选取合适大小的单晶在室温下进行X–射线衍射实验。在Bruker Smart Apex-II CCD衍射仪上，用经石墨单色器单色化的Mo–Kα射线（波长= 0.71073 ?），以φ–ω方式收集衍射数据。用Bruker SAINT程序进行数据还原。部分结构的衍射数据用SADABS程序进行吸收校正。晶体结构由直接法结合差值Fourier合成解出。全部非氢原子坐标及各向异性参数进行全矩阵最小二乘法修正，C–H和O–H原子位置按理论模式计算确定。详细的晶体测定数据见表1。配位聚合物的晶体结构见图2，图2中示出了部分位置的元素。Mo–Kα中的K下标为α。
配位聚合物的荧光性质
干燥的经研磨处理后，进行荧光测试。配位聚合物在330 nm处激发，在430 nm处得到发射峰，见附图3。
表1 配位聚合物的晶体学数据
在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。