本文關(guān)鍵詞：鎳、鈷摻雜的二十核銅氧球簇的自組裝研究

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【摘要】：多金屬氧簇合物因?yàn)槠涑尸F(xiàn)多樣的結(jié)構(gòu)類型,在光、電、磁和催化等方面存在廣泛應(yīng)用,成為當(dāng)前配位化學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。由于不同金屬離子水解特性不同,以及Cu、Ni、Co原子質(zhì)量非常接近和單晶高對稱性導(dǎo)致單晶學(xué)上表征的復(fù)雜性,3d-3d金屬摻雜的金屬氧簇的合成仍是一大挑戰(zhàn)。因此,多核簇合物的傳統(tǒng)研究多局限于單一金屬。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)探索,該研究采用不同的合成策略,成功合成了三個(gè)金屬組成為1：1的二十核球狀簇合物((M20})。其分子式為：[Cu10ⅡNi10ⅡCO3(OH)24(OAc)12](OAc)2(HOAc)4(H2O)13(1)[Cu10ⅡNi10ⅡCO3(OH)24(OAc)8(NH2CH2CH2CH3)8](OAc)6(H2O)14(2)[Cu10ⅡCo10ⅡCO3(OH)24(OAc)12](OAc)2(HOAc)4(H2O)13(3)在通過X-射線單晶衍射確定單晶結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用X-射線粉末衍射、元素分析、X-射線能譜、X-射線光電子能譜、熱重分析、紅外光譜、電子順磁共振以及變溫磁化率等實(shí)驗(yàn)測試手段對金屬摻雜氧簇合物進(jìn)行了表征和性質(zhì)研究。1、由于這三個(gè)金屬簇合物的單晶結(jié)構(gòu)對稱性高,且Cu與Ni、Co本身原子質(zhì)量非常接近,在晶體學(xué)上,無法進(jìn)一步確認(rèn)摻雜金屬簇合物中金屬的具體位置和數(shù)目,所以在已知單晶結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合元素分析、XPS及磁性質(zhì)測試,確認(rèn)三個(gè)雙金屬摻雜的金屬簇合物中金屬比例為1：1。2、以上研究表明,化合物1和化合物3具有類似的金屬骨架。為了調(diào)整空間群,降低對稱性,在化合物1的合成基礎(chǔ)上,改用正丙胺作為支撐配體以穩(wěn)定多核金屬氧簇,從而得到與化合物1具有不同晶系不同空間群的Cu-Ni球簇,即化合物2。值得注意的是,化合物3的合成不同于化合物1和2,首次將銅粉和乙二醇引入二十核金屬氧簇合物的合成體系。3、結(jié)構(gòu)分析表明,鈷、鎳摻雜的二十核銅氧球簇的自組裝,都以碳酸根為模板。該碳酸根模板的形成,主要通過反應(yīng)體系中采用高濃度胺以固定空氣中的二氧化碳來實(shí)現(xiàn)�；衔�1-3具有的凹面金屬骨架與該碳酸根模板有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),通過對化合物2結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步分析,可以獲得更多關(guān)于球狀二十核金屬氧簇合物的自組裝過程的信息。4、為了進(jìn)一步確認(rèn)雙金屬摻雜氧簇合物中的金屬組成和氧化態(tài),對化合物1和化合物3進(jìn)行了相關(guān)磁性研究。研究表示,Cu-Ni和Cu-Co簇合物均呈現(xiàn)反鐵磁性能。并通過比較{CuxM2o-x} (M=Ni、Co)的χMT理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值來驗(yàn)證雙金屬摻雜簇合物中的金屬組成。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O641.4

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本文編號：1153988