基于多齿席夫碱配体和过渡金属离子的功能配合物研究

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以功能为导向,通过合成条件和原料的选择,设计组装具有某种特定功能的配合物是一种常用的方法。基于不同的有机配体和金属离子,可以设计合成出性能多变的配合物,在无机化学、分析化学、电化学、有机化学等多个领域都有较好的应用前景。本论文选取两种多齿席夫碱配体,N,N’-双(3,5-二叔丁基-2-羟基苄基)-1,7-二氨基-4-氮杂庚烷(H2L)和N-(8-喹啉基)水杨醛(Hqsal),以及2,2-联吡啶(2,2-bpy)配体,结合过渡金属离子,利用溶液法或水热法合成出多种具有优异性质的过渡金属配合物以及配合物-无机杂化化合物,并对它们的电学、磁学和光学性质进行了研究。全文可分为四章:第一章内容为绪论,概述了配位化合物的发展、席夫碱金属有机配合物和卤化铅钙钛矿的应用以及本文的选题依据、研究方法和主要成果。第二章主要内容为使用配体H2L与Ni、Cu、Zn三种过渡金属离子合成的配合物1-3,其分子式为:[Ni(L)]·CH3OH(1),[Cu(L)]·CH2Cl2(2),[Zn(L)](3),其中金属离子均为五配位构型。配合物1和2展示了较好的光、电催化产氢性能,两种配合物均可以与有机光敏剂一起成功构建无需贵金属的可见光驱动HER系统,并且铜基配合物2在电和光环境中均表现出优于镍基配合物1的催化活性。第三章以席夫碱Hqsal为主要配体,通过引入过渡金属Fe III离子,结合铅碘阴离子,在不同的合成条件下得到两种配合物4和5,其分子式为:[Fe(qsal)2]Pb I3(4),[Fe(qsal)2]Pb I3·2DMF(5)。磁性研究表明,配合物4表现出自旋交叉行为,转变温度T1/2↑=332 K,但配合物5的Fe III离子在整个温度范围内一直保持高自旋状态,没有表现出自旋交叉行为。详细的结构对比研究表明,两种配合物的阳离子链不同的空间堆积方式、不同的溶剂分子和超分子作用,进而导致它们不同的磁行为。第四章主要采用2,2-bpy配体,与过渡金属离子Fe II、Co II、Ru II分别合成不同配合物,同时引入Pb Xn链(X=I或Br)作为阴离子部分,最后得到五种新颖的配合物,它们的分子式为:[Fe(2,2-bpy)3]Pb2.75I7.5(6)、[Fe(2,2-bpy)3]Pb2Br6(7)、[Co(2,2-bpy)3]Pb2.75I7.5(8)、[Ru(2,2-bpy)3]Pb2.75I7.5(9)、[Ru(2,2-bpy)3]Pb Br4·0.5H2O(10)。荧光性质研究表明,这类新颖的杂化化合物能够结合配合物阳离子和半导体铅卤阴离子不同的荧光活性。
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