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稀土配位聚合物合成、结构、荧光及催化特性研究

作　者: 邓朝艳
导　师: 邢永恒
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 无机化学
关键词: 稀土配合物 水热合成 晶体结构 催化反应 荧光性质
分类号: O641.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 24次
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内容摘要


5-羟基水杨磺酸因其具有-SO3、-OH和-COOH而展现丰富的配位模式和较强的配位能力,在稀土配位化学中起着重要的作用。而稀土配位聚合物无论在学术界还是在应用领域中都起着举足轻重的角色。本人在硕士期间根据设计的四种方案——稀土-水杨磺酸在不同条件下发生的反应，生成了三大类稀土配位聚合物，在本论文中则主要描述和探讨了稀土硫酸盐配位聚合物、稀土-5-羟基水杨磺酸配位聚合物这两大类、四种配位骨架、13种稀土含硫配位聚合物，并合理解释了不同模板剂、pH值及温度对稀土-5-羟基水杨磺酸发生反应结果的影响。我们利用X-射线单晶衍射测定了配合物1-13的晶体结构，并利用元素分析、红外光谱对其表征，同时，利用热分析方法、XRD分别研究了配合物1-8的热稳定性和纯度。另外，对配合物3，4，5，8的荧光性质进行了详细讨论，并对配合物1-8进行了催化活性研究。本人合成的13种配合物的分子式如下所示：Pr2（SO4）3（H2O）8（1） EuK（SO4）2（8）Nd2（SO4）3（H2O）8（2） SmK（SO4）2（9）Tb2（SO4）3（H2O）8（3） Pr（SSA）（H2O）2（10）Sm2（SO4）3（H2O）8（4）[Sm（SSA）（H2O）2]· H2O （11）Dy2（SO4）3（H2O）8（5）[Eu（SSA）（H2O）2]（12）Gd2（SO4）3（H2O）8（6）[Nd（SSA）（H2O）2]·H2O （13）Ho2（SO4）3（H2O）8（7）注：H3SSA=5-羟基水杨磺酸结构分析表明Ln-SO4-H2O体系配合物1—7是同构的，它是由相应稀土离子与硫酸根通过共价键形成2D平面结构，其（2,3,4）-连接3-节点中性网络Schl fli符号为（42.6.82.10）2（42.6）2（8）,再通过氢键作用进一步构成3D结构。而同构的Ln-SO4-K体系配合物8、9则通过Ln-O-S-O-Ln化学键直接形成3D骨架，它们可简化为3-节点（3,4,7）连接拓扑骨架，其Schl fli符号为（43）（45.6）（4`8.6`9.8`4）,而K`+则贯穿于孔道中。另外，配合物10是由Pr与5-羟基水杨磺酸配位直接构成三维微孔结构，其5-连接单节点网络拓扑结构的Schl fli符号为（46.64）。同构配合物11-13是由相应稀土离子与5-羟基水杨磺酸配位形成波浪型2D层状结构，其4-连接单节点网络拓扑结构的Schl fli符号为（44；62），然后通过氢键形成3D结构。其中，配合物5具有非常好的单色高强度荧光性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
引言  8
1 绪论  8-30
  1.1 金属有机骨架配合物  8-10
    1.1.1 金属有机骨架配合物的定义  8
    1.1.2 金属有机骨架配合物的拓扑学  8-9
    1.1.3 稀土配合物的合成  9-10
  1.2 金属硫酸盐配位聚合物的研究概况  10-27
    1.2.1 一维金属硫酸盐配位聚合物的研究  10-15
    1.2.2 二维金属硫酸盐配位聚合物的研究  15-23
    1.2.3 三维金属硫酸盐配位聚合物的研究  23-27
  1.3 稀土磺酸类配位聚合物的研究进展  27-29
  1.4 本课题的选题目的、意义和主要成果  29-30
    1.4.1 本课题的选题目的和意义  29
    1.4.2 本课题的主要成果  29-30
2 实验原理及方法  30-34
  2.1 实验原理  30-32
    2.1.1 实验基本原理  30
    2.1.2 方案设计及形成相应配合物的机理讨论  30-32
  2.2 试验方法  32-34
    2.2.1 主要试剂  32
    2.2.2 表征方法  32-34
3 系列稀土硫酸盐配位聚合物的设计、合成与表征  34-80
  引言  34
  3.1 配合物 19 的合成  34-36
    3.1.1 Pr_2(SO_4)_3(H_2O)_8(1)的合成  34-35
    3.1.2 Nd_2(SO_4)_3(H_2O)_8(2)的合成  35
    3.1.3 Tb_2(SO_4)_3(H_2O)_8(3)的合成  35
    3.1.4 Sm_2(SO_4)_3(H_2O)_8(4)的合成  35
    3.1.5 Dy_2(SO_4)_3(H_2O)_8(5)的合成  35
    3.1.6 Gd_2(SO_4)_3(H_2O)_8(6)的合成  35
    3.1.7 Ho_2(SO_4)_3(H_2O)_8(7)的合成  35-36
    3.1.8 [EuK(SO_4)_2] (8)的合成  36
    3.1.9 [SmK(SO_4)_2] (9)的合成  36
  3.2 X-Ray 射线单晶结构测定  36-41
  3.3 催化氧化实验  41
  3.4 结果与讨论  41-60
    3.4.1 配合物 18 的红外光谱表征  41-43
    3.4.2 配合物 18 的 PXRD 谱图分析  43-47
    3.4.3 配合物 19 的结构描述  47-54
    3.4.4 配合物 4, 7 和 8 的热重分析  54-56
    3.4.5 配合物 18 的催化活性讨论  56-57
    3.4.6 配合物 3, 4, 5 和 8 的荧光光谱指认与归属  57-60
  3.5 小结  60-80
4 系列以 5-羟基水杨磺酸为配体的稀土配合物的设计、合成与表征  80-96
  引言  80
  4.1 配合物 10–13 的合成  80-81
    4.1.1 Pr(C_7H_3O_6S)(H_2O)_2(10)的合成  80
    4.1.2 [Sm(C_7H_3O_6S)(H_2O)_2]·H_2O (11)的合成  80-81
    4.1.3 [Eu(C_7H_3O_6S)(H_2O)_2] (12)的合成  81
    4.1.4 [Nd(C_7H_3O_6S)(H_2O)_2]·H_2O (13)的合成  81
  4.2 X-Ray 射线单晶结构测定  81-84
  4.3 结果与讨论  84-95
    4.3.1 配合物 10–13 的红外光谱  84-86
    4.3.2 配合物 10–13 的结构描述  86-95
  4.4 小结  95-96
附录  96-99
结论  99-100
参考文献  100-106
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  106-107
致谢  107

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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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