配位聚合物充分利用了两类组分的结构和配位性质:金属离子一方面像黏合剂一样把具有特定功能和结构的配体结合在一起;另一方面,又作为中心把配体固定在特定的方位上。
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/coordination polymer/
最后更新 2023-06-15
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金属离子中心和有机配体以配位键的方式键合形成的一类具有一维、二维或三维无限周期性网络的无机聚合物。超分子聚合物的一种。
- 英文名称
- coordination polymer
- 所属学科
- 化学
金属离子和有机配体通过金属配位键连接而成。合成方法包括在溶液中生长、通过水热或溶剂热法加压制备以及固相反应。
20世纪80年代,澳大利亚学者R.罗布森[注]在《美国化学会志》中首次明确提出配位聚合物。1913年诺贝尔化学奖获得者A.韦尔纳创立的配位化学奠定了配位聚合物的研究基础。1994年,日本的M.藤田发现镉同4,4′-联吡啶反应形成的聚合物[Cd(bpy)2]·(NO3)2具有很好的催化活性。1995年,美国的J.S.摩尔在Nature上报道了银与2,4,6-三(对氰基苯基乙炔基)苯形成三维网状聚合物,它具有生物活性。
根据有机配体种类的不同,可以将配位聚合物分为五大类:含氮杂环类配体的配位聚合物、含氰基有机配体的配位聚合物、含氧有机配体的配位聚合物、通过两种配体与一种金属组装成的配位聚合物、两种以上的金属与相应的配体组装形成的配位聚合物。另外,根据聚合物框架的不同可将配位聚合物分为三类:一维链状配位聚合物、二维平面配位聚合物、三维网状配位聚合物。
配位聚合物研究需要综合考虑有机配体的不同结构、给体原子的不同配位能力和金属离子的不同配位倾向性,是无机、有机、固态、材料化学的交叉科学。配位聚合物设计的最终目的是通过预先设计结构单元来控制最终产物的结构和功能,金属配位键独特的氧化还原和光物理性质使得这类聚合物可以被广泛地应用于分子磁体、杂化催化、光电材料、分子存储等领域。配位聚合物具有多种良好的性能,如光、电、磁、手性等。配位聚合物的孔特征以及特有的可裁性和易功能化的特性,可设计合成两种或多种性能相结合的配位聚合物复合材料。
扩展阅读
- 游效曾.配位化合物的结构和性质.北京:科学出版社,1992.
- 刘志亮.功能配位聚合物.北京:科学出版社,2013.