本文關(guān)鍵詞：有機(jī)—多金屬氧簇復(fù)合物在溶液中的自組裝及固體復(fù)合物電荷轉(zhuǎn)移性質(zhì)的研究

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【摘要】：無機(jī)多金屬氧簇的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電學(xué)方面的多樣性,使得這類物質(zhì)在眾多領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值,是先進(jìn)功能材料制備的較好選擇,以有機(jī)陽離子靜電包覆具有特定功能的多金屬氧簇作為構(gòu)筑塊可以設(shè)計和合成新型有機(jī)-無機(jī)雜化復(fù)合物。本文合成了三種有相似結(jié)構(gòu)的有機(jī)陽離子包覆硅鎢酸形成的復(fù)合物,在不同的有機(jī)溶劑中,復(fù)合物的聚集態(tài)形貌有所不同。甲醇、丙酮等極性溶劑在復(fù)合物聚集體的形成過程中扮演了重要角色,這些試劑的加入能夠促進(jìn)聚集體的形成,而且使聚集體保持穩(wěn)定。文中還嘗試了不同組合、不同比例的有機(jī)溶劑作為復(fù)合物分子自組裝溶劑,這些復(fù)合物在氯仿/甲醇(v：v=4：1)的混合溶劑中均得到了穩(wěn)定的聚集體,聚集體光學(xué)顯微鏡下為巨大的多層反相囊泡結(jié)構(gòu),而在掃描電鏡下為微米尺寸的球形形貌。我們設(shè)計并合成了扇形咪唑陽離子包覆帶有不同電荷、不同形狀的含銪的多金屬氧簇形成了三種不同的復(fù)合物。復(fù)合物固態(tài)和溶液中均具有熒光性質(zhì)。在光學(xué)顯微鏡下三種復(fù)合物均表現(xiàn)為多層的反相囊泡結(jié)構(gòu),而在SEM和TEM照片中的形貌有不同。相同的陽離子包覆多鉬酸鹽{M0132}形成的復(fù)合物在氯仿/甲醇混合溶液中自組裝后也能夠形成有序的球形結(jié)構(gòu),但是在SEM和TEM照片上,除常見“花狀”形貌,還出現(xiàn)了六邊堆積的六方晶系的準(zhǔn)單晶的結(jié)構(gòu),X-衍射數(shù)據(jù)驗證了這個結(jié)構(gòu)。此外,我們還制備和表征了基于多金屬氧簇Anderson結(jié)構(gòu)的表面活性劑-多金屬氧簇復(fù)合物(An16)與陽離子聚電解質(zhì)(PMV和POV)的超分子復(fù)合物PSCs;以及An16和嵌段共聚物(EG193-b-V57和S480-b-V57)靜電作用的得到的多金屬氧簇-嵌段共聚物超分子復(fù)合物(BICs)。兩種嵌段共聚物-多金屬氧簇復(fù)合物在水溶液中得到了常規(guī)的囊泡結(jié)構(gòu),而在甲苯有機(jī)溶劑中的反相囊泡的聚集體形貌。最后,我們制備了四個分別以Keggin [SiM12O40]4-(M=W,Mo)和Lindqvist [M6O09]2- (M=W,Mo)為電子受體的有色的有機(jī)-多金屬氧簇電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物,并參照有機(jī)半導(dǎo)體的能帶理論和報道的多金屬氧簇陰離子的還原電位以及四個電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的紫外漫反射光譜中電荷轉(zhuǎn)移峰的帶邊吸收,計算了電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物作為有機(jī)材料的能級參數(shù)。實驗證明：利用可以修飾的有機(jī)陽離子包埋多金屬氧簇陰離子并不能改變無機(jī)陰離子特有的光學(xué)現(xiàn)象,而且表面連接的有機(jī)陽離子的數(shù)目影響復(fù)合物在溶液中自組裝的形貌。通過改變有機(jī)陽離子和選擇帶有一定數(shù)目、特定結(jié)構(gòu)的多金屬氧簇陰離子能夠得到不同的自組裝形貌的薄膜材料。我們成功地獲得了有機(jī)-多金屬氧簇的固態(tài)電荷轉(zhuǎn)移物,這將為設(shè)計和開發(fā)具有應(yīng)用前景的有機(jī)電致發(fā)光材料提供思路。
【關(guān)鍵詞】：有機(jī)-多金屬氧簇復(fù)合物 靜電作用 溶液 自組裝 電荷轉(zhuǎn)移
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-12
• 第1章 有機(jī)-多金屬氧簇復(fù)合物的研究進(jìn)展12-48
• 1.1 通過共價鍵形成的有機(jī)-多金屬氧簇復(fù)合物16-17
• 1.2 通過非共價鍵形成的有機(jī)-多金屬氧簇復(fù)合物17-36
• 1.2.1 有機(jī)π電子給體-多金屬氧簇復(fù)合物17-19
• 1.2.2 大環(huán)有機(jī)-多金屬氧簇復(fù)合物19-21
• 1.2.3 表面活性劑-多金屬氧簇復(fù)合物21-26
• 1.2.4 聚電解質(zhì)-多金屬氧簇超分子復(fù)合物26-29
• 1.2.5 嵌段共聚物-多金屬氧簇復(fù)合物29-33
• 1.2.6 星狀聚合物-多金屬氧簇超分子復(fù)合物33-36
• 1.3 有機(jī)-多金屬氧簇復(fù)合物的電荷轉(zhuǎn)移性質(zhì)研究36-37
• 1.3.1 電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的定義36
• 1.3.2 有機(jī)-多金屬氧簇復(fù)合物的電荷轉(zhuǎn)移性質(zhì)36-37
• 1.4 有機(jī)-多金屬氧簇復(fù)合物的應(yīng)用37-47
• 1.4.1 光致/電致變色材料37-41
• 1.4.2 電學(xué)材料41-43
• 1.4.3 磁性材料43-44
• 1.4.4 催化材料44-47
• 1.5 設(shè)計思路47-48
• 第2章 雙十八烷基咪唑-硅鎢酸復(fù)合物溶液自組裝48-58
• 2.1 引言48-49
• 2.2 實驗部分49-51
• 2.2.1 儀器與試劑49-50
• 2.2.2 兩親性咪唑鹽L-Br的合成50
• 2.2.3 復(fù)合物L(fēng)_4[SiW_(12)O_(40)]的合成50
• 2.2.4 熱重分析50-51
• 2.3 結(jié)果與討論51-56
• 2.3.1 紅外光譜51-53
• 2.3.2 掃描電鏡53-55
• 2.3.3 透射電鏡55
• 2.3.4 小角度X-粉末衍射55-56
• 2.4 小結(jié)56-58
• 第3章 扇形有機(jī)陽離子-硅鎢酸復(fù)合物溶液自組裝58-73
• 3.1 引言58-59
• 3.2 實驗部分59-61
• 3.2.1 儀器與試劑59-60
• 3.2.2 復(fù)合物A_4[SiW_(12)O_(40)]的合成60
• 3.2.3 復(fù)合物B_4[SiW_(12)O_(40)]的合成60
• 3.2.4 熱重分析60-61
• 3.3 結(jié)果與討論61-72
• 3.3.1 紅外光譜61-63
• 3.3.2 復(fù)合物A_4[SiW_(12)O_(40)]聚集結(jié)構(gòu)的掃描電鏡63-67
• 3.3.3 復(fù)合物A_4[SiW_(12)O_(40)]透射及高分辨透射電鏡67-69
• 3.3.4 復(fù)合物B_4[SiW_(12)O_(40)]聚集體的掃描電鏡69-70
• 3.3.5 復(fù)合物B_4[SiW_(12)O_(40)]聚集體的透射電鏡70
• 3.3.6 A_4[SiW_(12)O_(40)]和B_4[SiW_(12)O_(40)]的小角度X-粉末衍射70-72
• 3.4 小結(jié)72-73
• 第4章 有機(jī)-含銪多金屬氧簇復(fù)合物(E_U-POM)在溶液中的自組裝73-84
• 4.1 引言73-74
• 4.2 實驗部分74-76
• 4.2.1 儀器與試劑74
• 4.2.2 復(fù)合物A-EuW_(11)的合成74-75
• 4.2.3 A-EuW_(22)的合成75
• 4.2.4 A-EuW_(10)的合成75-76
• 4.3 結(jié)果與討論76-82
• 4.3.1 紅外光譜76-78
• 4.3.2 光學(xué)顯微鏡78-79
• 4.3.3 掃描電鏡79-81
• 4.3.4 透射電鏡81-82
• 4.4 結(jié)論82-84
• 第5章 有機(jī)-多金屬氧簇復(fù)合物的電荷轉(zhuǎn)移性質(zhì)研究84-99
• 5.1 引言84-85
• 5.2 實驗部分85-88
• 5.2.1 儀器與試劑85
• 5.2.2 有機(jī)雙咪唑鹽(L-Cl)的合成85-86
• 5.2.3 POMs的四丁基銨鹽的合成86-87
• 5.2.4 有機(jī)-多金屬氧簇電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的合成87
• 5.2.5 熱重分析87-88
• 5.3 結(jié)果與討論88-98
• 5.3.1 紅外光譜88-92
• 5.3.2 X-粉末衍射92-93
• 5.3.3 漫反射紫外光譜93-96
• 5.3.4 能級參數(shù)96-98
• 5.4 結(jié)論98-99
• 第6章 聚電解質(zhì)/嵌段共聚物-多金屬氧簇復(fù)合物在溶液中的自組裝99-108
• 6.1引言99-101
• 6.2 實驗部分101-102
• 6.2.1 儀器與試劑101
• 6.2.2 多金屬氧簇的超分子復(fù)合物PMV-An_16和POV-An_16的制備101-102
• 6.2.3多金屬田族超分子復(fù)合物EG_193-b-V_57/An_16溶液的合成102
• 6.2.4 多金屬氧簇超分子復(fù)合物S_480-6-V_57/An_16的溶液合成102
• 6.3 結(jié)果與討論102-107
• 6.3.1 紅外光譜102-103
• 6.3.2 元素分析及熱重分祈103-104
• 6.3.3 X-粉末衍射104-105
• 6.3.4 掃描電鏡和透射電鏡105
• 6.3.5 動態(tài)光散射105-107
• 6. 4 小結(jié)107-108
• 第7章 有機(jī)-聚鏈酸駐復(fù)合物在溶液中的自組裝108-117
• 7.1 引言108-109
• 7. 2 實驗部分109-111
• 7.2.1 儀器與試劑109-110
• 7.2.2 {Mo_132}的合成與表征110
• 7.2.3 A-Mo_132的合成110-111
• 7. 3 結(jié)果與討論111-115
• 7.3.1 紅外光譜111-112
• 7.3.2 復(fù)合物A-M0132裹集體的形貌112-114
• 7.3.3 X-粉末衍射114-115
• 7.4 小結(jié)115-117
• 參考文獻(xiàn)117-132
• 在學(xué)期間的研究成果132-133
• 致謝133

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1097808