基于巯基琥珀酸的三唑配位聚合物合成与表征：光谱、热及形貌学视角下的催化与传感应用潜力

本研究针对多功能配位聚合物设计需求，以3,5-二(吡啶-4-基)-4H-1,2,4-三唑-4-胺(BAT)为配体、巯基琥珀酸(MSA)为连接剂，与Ni(II)/Mn(II)/Co(II)构建新型配位聚合物。通过FTIR和TGA证实其双齿螯合配位模式(Δν=172-197 cm-1)及300°C以上热稳定性，高温煅烧获得60-110 nm金属氧化物纳米颗粒(FE-SEM验证)。该研究为开发催化、气体吸附和传感器材料提供了新策略。

　　

在材料科学领域，金属有机框架(MOFs)和配位聚合物(CPs)因其可调控的孔隙结构和表面化学性质，已成为气体存储、催化转化和化学传感的研究热点。然而，传统羧酸类配体构建的框架往往面临热稳定性不足和功能单一等瓶颈。与此同时，含硫配体因其独特的软碱特性与过渡金属的强配位能力备受关注，但关于三唑-巯基协同配位体系的系统性研究仍属空白。

为突破这些限制，研究人员在《Next Materials》发表了创新性工作。该研究巧妙选用兼具氮杂环和巯基的双功能体系——3,5-二(吡啶-4-基)-4H-1,2,4-三唑-4-胺(BAT)与巯基琥珀酸(MSA)，通过与Ni(II)、Mn(II)、Co(II)离子自组装构建新型配位聚合物，并深入探究其热转化行为。

研究主要采用四大关键技术：1) 核磁共振氢谱(¹H NMR)验证配体结构；2) 傅里叶变换红外光谱(FTIR)解析配位模式；3) 热重分析(TGA)评估材料热稳定性；4) 场发射扫描电镜(FE-SEM)结合能谱(EDS)表征纳米颗粒形貌与组分。

【5.1 合成】部分揭示，BAT配体通过腈基与肼的缩合反应以73%收率获得，熔点高达335°C。金属配合物采用甲醇溶剂一锅法合成，产率达77-98%，其中Ni(II)配合物呈现独特的粉红色结晶形态。

【5.3 ¹H NMR谱学】数据显示，BAT配体的三唑NH质子峰出现在6.5 ppm，吡啶芳香质子呈现8.05/8.76 ppm特征双峰，证实其对称结构。

【5.4 FTIR谱学】关键发现：所有配合物在830 cm^-1处出现吡啶环变形振动峰，羧酸根不对称(1561-1598 cm^-1)与对称(1389-1401 cm^-1)伸缩振动差值Δν=172-197 cm^-1，确证双齿螯合配位模式。

【5.5 热分析】显示三阶段分解过程：首先在35-200°C失去结晶水(13.6%质量损失)，随后200-300°C分解MSA连接剂(33.7%)，最终300-500°C降解BAT配体。值得注意的是，Co(II)配合物展现出最优的热稳定性，起始分解温度超过300°C。

【5.7 表面分析】通过700°C煅烧获得金属氧化物纳米颗粒，FE-SEM显示NiO呈准球形(60-80 nm)，MnO₃和Co₂O呈现棱角状聚集态(90-110 nm)。EDS谱证实产物中残留硫元素，暗示MSA的巯基参与稳定纳米结构。

结论部分指出，该工作成功开发出具有三重优势的新型材料体系：1) 三唑-巯基协同配位赋予特殊电子结构；2) 超300°C的热稳定性优于同类Zn(II)框架；3) 可控制备纳米金属氧化物。这些发现为设计多功能催化材料和化学传感器提供了新思路，特别是在高温催化反应和气体吸附分离领域展现应用潜力。未来研究将聚焦单晶结构解析和纳米颗粒表面修饰，以进一步拓展其生物医学应用可能性。