系列过渡金属（M）配聚物和超分子的研制及光—电性能对比（M=Cu，Ni，Co）

作     者：丛盛美 

作者单位：辽宁师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：牛淑云

授予年度：2011年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

主      题：过渡金属配合物 配位超分子 合成 晶体结构 光-电性能 

摘      要：本文采用水热及溶剂热等合成方法,以Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)为中心原子,以2,5吡啶二羧酸、甲酸、均四苯甲酸等为桥配体,哌嗪、邻菲罗啉等为端配体,合成了12种结构新颖的配合物,其中6种为无限结构的配合物,另外6种配位超分子化合物。分析培养出了单晶体,用X-射线衍射仪测定了各分子结构和晶体的结构,给出了明确的结构分析。它们的分子式如下: (1) [KCu(CO)(CHO)(CHOH)] (2) {[Cu(CHON)(HO)]·HO}n (3) Cu(HO)·(CHN)·(SO) (4) [Cu(CHN)(HO)]SO (5) Ni(CHON)(CHN)·HO (6) Ni(H-CHO)(CHN) (7) ~ⅠNi~ⅡNi(CHO)(HO)·4(HO) (8) [KCo(CO)(CHO)(CHOH)] (9){ Co(CHON)(CHN)·2HO} (10) Co(H-CHO)(CHN) (11) Co(HCOO)·2HO (12) Co(CHO) (HO)Cl·8HO (HCO=草酸,CHO ,CHO=均苯四甲酸根离子/分子, CHN=哌嗪分子,CHO=顺丁烯二酸,CHON,CHON=2.5-吡啶二羧酸分子/离子,CHN=邻菲罗啉,HCOOH=甲酸分子) 其中配合物(1)-(4)都是Cu(Ⅱ)的配位聚合物,其中配合物(1)具有3D无限结构,配合物(2)具有2D结构,配合物(3)、(4)是单核化合物,配合物(2)、(3)和(4)最终通过氢键等分子间的相互作用力进一步连成了3D无限网络;配合物(5)-(7)是以Ni(Ⅱ)为中心金属原子,不同配体形成的具有不同维度的化合物。其中配合物(5)和(6)是单核Ni(Ⅱ)的配合物,分子中大量的不同类型的氢键将其连成了具有3D无限结构的配位超分子,配合物(7)本身就是一个具有3D结构的配位聚合物。配合物(8)-(12)是Co(Ⅱ)的配位聚合物,其中配合物(8)和(11)是具有3D无限结构,配合物(9)是1D链状结构,然后通过氢键连成的具有3D结构的配位超分子;配合物(10)和(12)是单核配合物,配合物(10)分子间存在着多种弱相互作用使分子被连接成成3D结构,配合物(12)则通过分子间氢键连接成2D结构。 采用IR和UV-Vis-NIR光谱元素分析和表面光电压光谱(SPS)对各配合物进行了标征。重点是对比分析了各系列配聚物的表面光-电性能。以及SPS与UV-Vis的关系。 结果显示,所有配合物均在300～800nm范围内呈现出不同程度的表面光伏响应,表明化合物有一定的光-电转换特性。但是表面光伏响应的强度、位置、数量以及光伏响应带的形状是不同的,这是与各种配聚物的配体种类,直接配位原子的提点,中心金属的种类,价态以及中心金属离子的对称性及配位微环境有密切关系的。此外对比了这些配合物的SPS与UV-Vis光谱,发现他们具有良好的对应关系。