本文關(guān)鍵詞：基于含氮芳香雜環(huán)的金屬—有機配合物的合成、結(jié)構(gòu)和性能研究

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【摘要】：在過去的二十年中,金屬-有機配合物已經(jīng)成為當(dāng)今研究的熱點課題。由于其靈活的幾何形狀、尺寸和功能,已經(jīng)有超過50000種不同的金屬-有機配合物材料被報告和研究�；诳稍O(shè)計性的有機配體和可調(diào)控的金屬鹽種類,可以完成金屬-有機配合物的自組裝及后合成。因為金屬-有機配合物具有新穎多樣的拓撲結(jié)構(gòu)且在氣體儲存、光學(xué)材料、手性分離、離子交換、生物成像、催化和藥物緩釋等諸多領(lǐng)域具有良好潛在的應(yīng)用價值,設(shè)計合成出具有特定結(jié)構(gòu)和特定功能的新型金屬-有機配合物材料具有十分重要的意義。在本論文中,依據(jù)晶體工程學(xué)的原理,選擇了三種配體:5-[4-(1H-咪唑基)-苯基]-2H-四氮唑(HL)、6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉(HL1)和4-[4-(1H-咪唑基)-苯基]-2,6-二(4-吡啶基)吡啶(IPP),通過引入輔助配體2,5-雙[3'-苯甲酸基]吡啶(H2L2)、1,3,5-均苯三酸(H3BTC),采取水(溶劑)熱法合成了六種結(jié)構(gòu)新穎的金屬-有機配合物,并利用單晶X-射線衍射、紅外光譜、粉末X-射線衍射、熱重分析、循環(huán)伏安等方法,對其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)進行了測試和研究。具體的研究內(nèi)容如下所示:第一章中,本論文簡要介紹了金屬-有機配合物的基本概念、研究背景及研究進展、合成方法及影響因素和它們在各個領(lǐng)域的研究應(yīng)用和意義。第二章中,運用配體5-[4-(1H-咪唑基)-苯基]-2H-四氮唑(HL),合成了三種二價金屬-有機配合物,其分子式分別為:PbL2(H2O)(1),ML2(H2O)4·2H2O(M=Ni2和Co 3),其結(jié)構(gòu)通過單晶X射線衍射表征。三種結(jié)構(gòu)中存在穩(wěn)定的單核金屬片段。配合物1在0.5M H2SO4溶液中的循環(huán)伏安曲線表明:在鉛酸電池中,加入和不加入配體時,Pb電極或PbO2電極表現(xiàn)出相似的電化學(xué)響應(yīng),加入配體時的電流密度比不加入配體時小一些,這可能是因為生成了Pb(Ⅱ)配合物,在一定程度上減小了兩個電極上的氧化還原速率。恒電流充放電曲線表明加入配體時鉛酸電池的放電時間更長。在經(jīng)過循環(huán)伏安或充放電測試后,Pb電極由Pb和PbSO4組成,但是加入配體HL時,Pb電極上PbSO4的含量更低。在第三章中,選擇剛性配體6H-吲哚[2,3-b]喹喔啉(HL1),合成得到一個Cu(I)配合物,分子式為:Cu2(L1)2(4),其結(jié)構(gòu)通過單晶X射線衍射表征。配合物4中,由2個Cu(I)離子與2個HL1連接形成的Cu2單元是共面的,其中Cu……Cu的距離是2.637?,不同的Cu2單元之間通過強的π-π堆積作用力連接形成三維超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。配體HL1不能催化析氫反應(yīng),而配合物4可以作為電化學(xué)穩(wěn)定的電催化劑。當(dāng)存在配合物4時,隨著溫度的提高,析氫反應(yīng)的交換電流密度也增加。在30℃到50℃溫度范圍內(nèi),析氫反應(yīng)的平均活化能Ea約為40kJ·mol-1。第四章中,合成了兩個二價金屬-有機配合物,分子式分別為:Cd3(IPP)(L2)3(H2O)(5)和Zn3(IPP)(BTC)2(H2O)·7H2O(6){IPP=4-[4-(1H-咪唑基)苯基]-2,6-雙(4-吡啶基)吡啶,H2L2=2,5-雙(3′-苯甲酸基)吡啶,H3BTC=1,3,5-均苯三酸}。配合物5呈現(xiàn)出一個2-節(jié)點(3,7)-連接的具有新穎(4.62)(48.610.83)拓撲的三維框架結(jié)構(gòu),其中Cd3單元中的Cd……Cd的距離是3.5?。配合物6中有兩種不同的Zn3單元,呈現(xiàn)出一個(3,4,7)-連接的具有新穎(4.62)6(43.66.811.10)2(64.82)拓撲的三維框架結(jié)構(gòu)。配合物5和6都具有準(zhǔn)可逆的氧化還原性能,而且在可見光(650nmλ350nm)照射下可以產(chǎn)生光電流。然而,不同的光電流響應(yīng)表明配合物5產(chǎn)生的光電流密度比空白的硅片和配合物6更高,這可能是因為光電極界面不同的電荷轉(zhuǎn)移阻抗造成的。
【關(guān)鍵詞】：含氮雜環(huán)配體 金屬-有機配合物 晶體結(jié)構(gòu) 電催化 光電響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O641.4
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 金屬-有機配合物的概述9-10
• 1.2 金屬-有機配合物的設(shè)計合成、合成方法與影響因素10-13
• 1.2.1 金屬-有機配合物的設(shè)計10-11
• 1.2.2 金屬-有機配合物的合成方法與影響因素11-12
• 1.2.3 金屬-有機配合物合成的影響因素12-13
• 1.3 金屬-有機配合物的潛在應(yīng)用前景13-20
• 1.3.1 金屬-有機配合物在氣體吸附與存儲領(lǐng)域的研究13-15
• 1.3.2 金屬-有機配合物在催化領(lǐng)域的研究15-17
• 1.3.3 金屬-有機配合物在環(huán)境保護領(lǐng)域的研究17-18
• 1.3.4 金屬-有機配合物在藥物負載緩釋領(lǐng)域的研究18-20
• 1.4 本論文的研究目的、意義和研究內(nèi)容20-21
• 1.4.1 本論文的研究目的、意義20
• 1.4.2 本論文的研究內(nèi)容20-21
• 2 基于HL的二價金屬配合物：鉛酸電池中配體對電極的影響21-45
• 2.1 引言21-22
• 2.2 實驗部分22-28
• 2.2.1 實驗儀器與試劑22-23
• 2.2.2 電化學(xué)測試23
• 2.2.3 配體及配合物的合成23-24
• 2.2.4 單晶X射線衍射數(shù)據(jù)24-28
• 2.3 結(jié)果和討論28-44
• 2.3.1 配合物 1-3 的晶體結(jié)構(gòu)28-30
• 2.3.2 電化學(xué)性能研究30-42
• 2.3.3 配合物 1-3 的熱穩(wěn)定性42
• 2.3.4 紫外-可見吸收光譜42-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 3 基于HL1的Cu(I)配合物的結(jié)構(gòu)和對從水中析氫的電催化性能45-61
• 3.1 引言45-46
• 3.2 實驗部分46-49
• 3.2.1 實驗儀器及試劑46
• 3.2.2 電化學(xué)測試46-47
• 3.2.3 配體HL1和配合物的合成47-49
• 3.3 結(jié)果和討論49-60
• 3.3.1 配體HL1和配合物Cu2(L1)2 (4)的晶體結(jié)構(gòu)49-51
• 3.3.2 配合物4的熱穩(wěn)定性51-52
• 3.3.3 電化學(xué)性能研究52-59
• 3.3.4 配體HL1和配合物4的紫外可見吸收光譜59-60
• 3.4 本章小結(jié)60-61
• 4 基于剛性配體的二價金屬-有機配位聚合物的光生電流響應(yīng)61-85
• 4.1 引言61-62
• 4.2 實驗部分62-65
• 4.2.1 實驗儀器及試劑62
• 4.2.2 配體及配合物的合成62-63
• 4.2.3 單晶X射線衍射數(shù)據(jù)63-65
• 4.3 結(jié)果與討論65-83
• 4.3.1 配合物5和 6 的晶體結(jié)構(gòu)65-72
• 4.3.2 電化學(xué)性能測試72-74
• 4.3.3 配體和配合物的紫外可見光譜74-76
• 4.3.4 配合物5和 6 的光電化學(xué)性能76-81
• 4.3.5 熱穩(wěn)定性81-83
• 4.4 本章小結(jié)83-85
• 5 結(jié)論與展望85-87
• 5.1 結(jié)論85
• 5.2 展望85-87
• 致謝87-89
• 參考文獻89-97
• 附錄97
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄97

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6 崔敏;王淑濤;劉春英;;金屬-有機配合物的合成途徑研究進展[J];應(yīng)用化工;2013年06期

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8 張麗軍,張武,馬懷柱;含茂基、18-冠-6鐠有機配合物的合成及表征[J];安徽師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1999年04期

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本文編號：931759