钴(II)-5-磺基水杨酸配位聚合物的合成、结构与气体吸附性能研究

研究人员针对功能材料开发需求，以5-磺基水杨酸(5-SSA)为配体合成新型钴(II)配位聚合物(CP)，通过单晶X射线衍射确定其具有轻微扭曲的八面体结构，BET比表面积达105.33 m2/g，对NO的吸附能(-73.2 kJ mol?1)显著高于N2，为气体传感材料设计提供新思路。

　　

在功能材料领域，兼具可调控孔隙结构和特异性吸附能力的配位聚合物(Coordination Polymers, CPs)一直是研究热点。5-磺基水杨酸(5-Sulfosalicylic Acid, 5-SSA)因其独特的羧酸与磺酸双功能团，能通过不同配位模式构建维度各异的CPs，但如何精确调控其金属配合物的吸附选择性仍是挑战。

中央亚细亚药物研发中心(Central Asian Drug Discovery and Development Center)的Normamatov Adkhamjon Sadullayevich团队在《Polyhedron》发表研究，通过水热法合成钴(II)-5-SSA配位聚合物，结合实验表征与理论计算揭示其气体吸附机制。研究采用单晶X射线衍射、FT-IR光谱、UV-Vis光谱及自动化气体吸附仪等关键技术，通过Hirshfeld表面分析量化分子间作用力，并采用密度泛函理论(DFT)计算电子结构参数。

结构解析

单晶衍射显示每个Co(II)与两个5-SSA羧酸氧原子及四个水分子配位，形成一维链状聚合物。Co-O键长2.062-2.137 ?，键角83.72°-96.32°构成轻微扭曲的八面体几何构型，与剑桥结构数据库中Zn类似物同构。

吸附性能

气体吸附测试显示材料具有56.34 ?的平均孔径，对N₂和NO的吸附能分别为-18.5 kJ mol^?1和-73.2 kJ mol^?1，显著差异源于NO与Co(II)的强配位作用，暗示其作为极性气体传感器的潜力。

理论验证

DFT计算显示Co/S原子电荷分别为+0.47/+0.58，配位氧电荷-0.50至-0.65，与晶体学数据高度吻合。Hirshfeld分析揭示分子间55.1%为O-H···O氢键，24%为H···H相互作用，解释其三维堆积模式。

该研究不仅阐明5-SSA配位聚合物的构效关系，更通过实验与理论结合证实其对NO的特异性识别能力，为开发新型化学传感器提供材料基础。团队指出，后续可通过磺酸基团功能化进一步调控孔隙环境，拓展其在环境监测领域的应用。