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基于酒石酸衍生物合成的金属配合物的结构及性质研究认领

被引量： 1

作者：

贾菲

学位授予单位：

山西大学

摘要：

金属有机配合物是金属有机材料领域中一类重要的新型材料。金属有机配合物在化学和材料科学领域的迅猛崛起不仅是由于它们具有迷人的拓扑结构,更在于其多种潜在的应用价值。目前,金属有机配合物在气体储存、纯化、分子识别、药物传导、生物医学、光致发光、分子基磁体、光催化等方面前瞻性的应用价值使得其受到了广大科研工作者的关注,所以金属有机配合物的研究具有重要的理论和实际应用意义。本文以三种酒石酸类衍生物为配体源合成得到了三类金属有机配合物,分别为:基于[Cu4O3X]立方体构成的三十二核铜配合物;2,3-二乙酰苯酒石酸衍生物过渡金属配合物和2,3-二乙酰对甲苯酒石酸稀土配合物。对合成的10种结构新颖的配合物进行了X-射线单晶衍射、红外光谱、元素分析、粉末衍射等结构表征以及荧光、磁性、光催化和电催化等性能研究,主要结论如下:1、首次得到了由8个[Cu4O3X]小立方体构成的具有大立方体结构的三十二核铜簇(Cu4Cl（OH）3)8（BI）24（HBI）6（H2O）3.5（DMF）4.5]8+·8OH-·4H2O·3.5DMF（1）(HBI =苯并咪唑),该三十二核铜簇展现较高的光催化降解染料活性,在紫外光照射下15分钟内对罗丹明B染料的催化降解率达到99%。同时该三十二核铜簇对亚硝酸盐的还原也有很好的电催化活性,而且该配合物中铜离子间表现为强的反铁磁相互作用。2、以2,3-二乙酰苯酒石酸和2,3-二乙酰对甲苯酒石酸为配体与过渡金属盐反应得到了3个2,3-二乙酰苯酒石酸衍生物过渡金属配合物[M（DBTA）(DMF)（H2O）4][M=Ni（2）,Co（3）]（H2DBTA=2,3-二乙酰苯酒石酸）和[Cu（HDTTA）2（DMF）(H2O)]·DMF·H2O（4）(H2DTTA=2,3-二乙酰对甲苯酒石酸),X-射线单晶衍射分析表明它们为结晶于极性空间群P2,的零维结构,通过分子间氢键可以形成一维链状和二维平面结构。固体荧光测试表明在室温下配合物2、3有较强的荧光,这可能是因为分子间的氢键使配合物的结构更稳定,从而减小整体非辐射跃迀的概率;配合物4由于金属Cu2+的引入发生荧光猝灭。磁性质研究表明配合物2、4具有铁磁性,而配合物3具有反铁磁性。这种同构不同磁现象是由于Co2+离子处于六配位八面体场中,有较大的自旋一轨道耦合,从而具有较高的磁各向异性所导致。光催化性质研究表明配合物4对亚甲基蓝染料有很好的吸附效果。3、以2,3-二乙酰对甲苯酒石酸与稀土金属盐反应合成了6个2,3-二乙酰对甲苯酒石酸稀土配合物[Ln（DTTA）3（CH3O）3]n[Ln=Pr（5）,Ce（6）,Nd（7）,Sm（8）,Eu（9）,Gd（10）]（H2DTTA=2,3-二乙酰对甲苯酒石酸）,X-射线单晶衍射分析表明它们为具有同构的无限一维链状结构,且结晶于极性空间群及3,每个配体通过两端羧基桥连两个Ln3+离子,每个Ln3+离子与9个O原子配位,呈现三帽三角棱柱体配位构型。固体荧光光谱表明室温下配合物9发射较强的红光,表现为稀土 Eu3+离子的特征发光。配合物5,7,8主要表现为较强的配体发光,配合物6和10发生荧光猝灭。磁性质测定表明在室温下配合物5、9金属离子间表现为反铁磁相互作用,而配合物10金属离子间表现为铁磁相互作用。低温下交流磁化率研究表明配合物中无明显磁弛豫过程。

摘要译文

关键词：

金属有机配合物; 酒石酸; 荧光; 磁性质; 光催化; 电催化

学位年度：

2016

学位类型：

硕士

学科专业：

无机化学

导师：

冯思思朱苗力

中图分类号：

O641.4[络合物化学（配位化学）]

学科分类号：

070304[物理化学];081704[应用化学];081706[分子化工]