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基于芳香多羧酸的金属—有机配合物的合成、结构及热稳定性
作 者: 吕旭燕
导 师: 胡拖平
学 校: 中北大学
专 业: 无机化学
关键词: 金属-有机配合物 芳香多羧酸类配体 吡啶类配体 配合物结构
分类号: O641.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
由于金属-有机配合物具有高比表面积、孔道易控、骨架结构多样和易于功能化等特性,在非线性光学材料、磁性材料、吸附分离、发光及催化等方面有良好的应用前景。在构筑金属-有机配合物时,由于芳香多羧酸类配体具有强的配位能力以及丰富的配位模式,因而受到人们的广泛关注。本文用常温扩散法和水热法,以芳香多羧酸类配体、吡啶类配体和过渡/稀土金属离子构筑了13个金属-有机配合物,并通过X-射线单晶衍射、元素分析、红外光谱和热失重分析等对它们进行了结构测定和性质表征。主要实验内容和结果如下:1.基于四溴代对苯二甲酸(H2TBTA)和吡啶(bipy)与过渡金属离子[Cu(II)、Zn(II)和Cd(II)]构筑了3个金属-有机配合物:[Cu(TBTA)(bipy)3]n(1)、[Zn(TBTA)(bipy)3]n(2)和[Cd(TBTA)(bipy)3]n(3)。在相同实验条件下,基于H2TBTA和2,2-联吡啶(2,2-bipy)与稀土金属离子Tm(III)构筑了1个金属-有机配合物{[Tm(TBTA)1.5(2,2-bipy)(H2O)2]·H2O}n(4)。分析表明:配合物1-3均为一维“之”字链结构,配合物4为二维波浪形层状结构。与配合物4相比,配合物1-3具有良好的热稳定性,它们的起始分解温度均在175℃以上。2.基于H2TBTA和1.10-邻菲罗啉(phen)与过渡/稀土金属离子[Zn(II)、Mn(II)、La(III)和Ce(III)]构筑了4个金属-有机配合物:{[Zn(TBTA)(phen)2]·H2O·CH3OH}n(5)、{[Mn(TBTA)(phen)2]·H2O·CH3OH}n(6)、{[La(TBTA)1.5(phen)2(H2O)]·2H2O}n(7)和{[Ce(TBTA)1.5(phen)2(H2O)]·H2O}n(8)。其中,配合物5和6为一维链结构,而7和8为二维层状结构。热失重分析表明:配合物5-8的热稳定性差,在100℃左右时,开始分解。3.基于H2TBTA和咪唑(Im)与过渡金属离子[Cu(II)、Ni(II)和Co(II)]构筑了3个金属-有机配合物:{[Cu(TBTA)(Im)3]·H2O}n(9),{[Ni(TBTA)(Im)3]·H2O}n(10)和{[Co(TBTA)(Im)3]·H2O}n(11)。分析表明:3个配合物是异质同晶。配合物9具有一维“之”字链结构,它的热稳定性较差,在142℃时开始分解。4.基于1,2,4,5-苯四甲酸(H4BTA)与稀土金属离子[La(III)和Eu(III)]构筑了2个双核金属-有机配合物:{[La2(BTA)1.5(H2O)4]·3H2O}n(12)和{[Eu2(BTA)1.5(H2O)8]·6H2O}n(13)。结构分析表明:配合物12和13具有三维网络结构,BTA4-丰富的配位模式在构筑配合物结构时起关键作用。
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全文目录
摘要 4-7 Abstract 7-13 第一章 绪论 13-29 1.1 配合物的发展 13-14 1.2. 金属-有机配合物的发展及现状 14-20 1.2.1 金属-有机配合物的发展及现状 14-18 1.2.2 芳香多羧酸类金属-有机配合物 18-19 1.2.3 过渡金属/稀土金属-有机配合物 19-20 1.3 金属-有机配合物的应用 20-21 1.4 金属-有机配合物的合成方法及分析方法 21-24 1.4.1 分层扩散法 22 1.4.2 水热/溶剂热法 22-23 1.4.3 金属-有机配合物的的分析方法 23-24 1.5 金属-有机配合物研究中存在的问题 24-25 1.6 本课题的选题依据及研究内容 25-29 第二章 实验部分 29-32 2.1 化学试剂和药品 29-30 2.2 主要反应仪器 30 2.3 主要测试仪器 30 2.4 配合物的合成方法 30-31 2.5 配合物的结构测试和解析 31-32 第三章 基于H_2TBTA与bipy类配体构筑的金属-有机配合物 32-48 3.1 配合物1-4的合成 33-34 3.2 晶体学参数 34-36 3.3 配合物1-4的结构分析 36-42 3.3.1 配合物1-3的结构分析 36-39 3.3.2 配合物4的结构分析 39-42 3.4 配合物1-4的红外光谱分析 42-44 3.4.1 配合物1-3的红外光谱分析 42-43 3.4.2 配合物4的红外光谱分析 43-44 3.5 配合物的热稳定性分析 44-46 3.5.1 配合物1的热稳定性分析 44-45 3.5.2 配合物2的热稳定性分析 45 3.5.3 配合物3的热稳定性分析 45-46 3.5.4 配合物4的热稳定性分析 46 3.6 本章小结 46-48 第四章 基于H_2TBTA和phen构筑的金属-有机配合物 48-68 4.1 配合物5-8的合成 48-50 4.2 晶体学参数 50-51 4.3 配合物5-8的结构分析 51-62 4.3.1 配合物5和6的结构分析 51-55 4.3.2 配合物7的结构分析 55-59 4.3.3 配合物8的结构分析 59-62 4.4 配合物的红外光谱分析 62-64 4.4.1 配合物5和6的红外光谱分析 62-63 4.4.2 配合物7和8的红外光谱分析 63-64 4.5 配合物的热稳定性分析 64-66 4.5.1 配合物5和6的热稳定性分析 64-65 4.5.2 配合物7和8的热稳定性分析 65-66 4.6 本章小结 66-68 第五章 基于H_2TBTA和Im构筑的金属-有机配合物 68-75 5.1 配合物9的合成 68 5.2 晶体学参数 68-70 5.3 配合物9的结构分析 70-73 5.4 配合物9的红外光谱分析 73 5.5 配合物9的热稳定性分析 73-74 5.6 本章小结 74-75 第六章 基于H_4BTA与稀土金属构筑的金属-有机配合物 75-85 6.1 配合物11-12的合成 75-76 6.2 晶体学参数 76-77 6.3 配合物12和13的结构分析 77-83 6.3.1 配合物12的结构分析 77-80 6.3.2 配合物13的结构分析 80-83 6.4 配合物12和13的红外光谱分析 83-84 6.5 本章小结 84-85 结论 85-88 参考文献 88-101 附录 101-108 攻读硕士学位期间发表的论文 108-109 致谢 109
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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学(理论化学)、化学物理学 > 结构化学 > 络合物化学(配位化学)
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