间苯二羧酸与咪唑类配体配位聚合物的设计、合成、结构及性质研究的任务书.docx

间苯二羧酸与咪唑类配体配位聚合物的设计、合成、结构及性质研究的任务书
一、研究背景和意义
在现代化学领域，配位聚合物是一类特殊的多齿配体与金属离子或无机团簇通过配位键形成的聚合物材料。这类聚合物在材料学、催化学、生物学、电子学以及光学等领域都有广泛的应用。其中，咪唑类配体具有氮原子丰富，构建了间隔较小的五元环结构和趋于稳定的π电子云，因此在配位物中表现出优越的配位性质，适合与多种金属形成多种配合物，应用场景越来越广泛，在环境监测、生物医学、光电材料等领域都有广泛的应用。同时，间苯二羧酸团簇结构复杂，稳定性强，且易于合成，因此与咪唑类配体的配位也是目前研究的热点。
本项研究旨在通过合成间苯二羧酸与不同咪唑类配体的配位聚合物，并结合对其结构及性质的表征，来探究这些聚合物的制备工艺、物理化学性质及相关应用，该研究对于增进配位聚合物领域的基础研究，提高新型材料的设计与合成能力，以及推动材料学与化学交叉学门的融合发展，具有重要的科学意义和实用价值。
二、研究内容及方法
1.研究内容
本研究主要基于间苯二羧酸和咪唑类配体的性质，通过合适的反应条件，采用微波辅助合成等方法，设计合成几种新型的间苯二羧酸-咪唑类配体配位聚合物，并通过红外光谱、核磁共振、元素分析和热重分析等技术对其物质结构进行表征。同时，通过紫外-可见光谱、荧光光谱和循环伏安曲线等方法对聚合物的光谱性能和电化学性能进行研究与分析，提取聚合物的关键数据和特征信息，为材料的实际应用奠定科学基础。
2.研究方法
在研究中将采取以下方法：
（1）咪唑类配体的合成方法研究，并优化反应条件。
（2）咪唑类配体与间苯二羧酸的配位反应研究，对材料的结构与晶体结构进行表征。
（3）利用光谱技术研究不同配位聚合物的光学特性与电化学性质。
（4）对合成的配位聚合物进行表征及实际应用的测试。
三、研究成果及预期目标
1.预期研究成果
（1）成功合成间苯二酸与咪唑类配体的新型配位聚合物。
（2）对合成的配位聚合物进行光谱学表征，分别从红外光谱、核磁共振、元素分析和热重分析等方面评价其结构性质。
（3）通过紫外-可见光谱、荧光光谱和循环伏安曲线等技术对聚合物的光谱性能和电化学性能进行研究与分析。
（4）测试新型聚合物的性能，并为新型材料的应用提供一定参考。
2.预期研究目标
（1）明确咪唑类配体与间苯二酸在配位聚合物合成过程中的反应机制，以实现优化配位聚合物合成方法。
（2）探究配位聚合物结构性质、光学特性和电化学性质方面的关系，以推动相关新型材料在实际应用中的开发。
（3）探索新型材料的应用前景，为新型材料设计和开发提供思路和方法。
四、研究计划和进度安排
1.研究计划
（1）阅读相关文献，掌握间苯二酸与咪唑类配体在配位聚合物中的应用方式及合成方法，于2021年10月完成。
（2）制备咪唑类配体，并优化反应条件，于2021年12月完成。
（3）通过微波合成法合成几种新型配位聚合物，初步研究其结构与性质，于2022年3月完成。
（4）利用红外光谱、核磁共振、元素分析和热重分析等技术对新型聚合物的结构与性质进行表征，于2022年7月完成。
（5）通过紫外-可见光谱、荧光光谱和循环伏安曲线等技术对聚合物的光谱性能和电化学性质进行研究与分析，于2022年9月完成。
（6）测试新型聚合物的性能，以实现新型材料的应用，于2022年11月完成。
2.进度安排
（1）2021年10月-2022年12月：准备与文献阅读、咪唑类配体的合成工作
（2）2022年1月-2022年2月：针对合成方法进行实验优化。
（3）2022年3月-2022年6月：通过微波辅助合成法合成几种新型配位聚合物，并初步研究聚合物的结构和性质。
（4）2022年7月-2022年8月：利用红外光谱、核磁共振、元素分析和热重分析等技术表征聚合物的结构和性质。
（5）2022年9月-2022年10月：通过紫外-可见光谱、荧光光谱和循环伏安曲线等技术研究新型聚合物的光谱性能和电化学性质。
（6）2022年11月-2022年12月：测试新型聚合物的性能，以实现新型材料的应用。