钒氧无机-有机杂化材料的合成、结构表征与性能研究

论文摘要

钒氧无机—有机杂化材料作为多金属氧酸盐无机—有机杂化材料的一个重要分支,由于其丰富的结构化学及其在催化和材料领域的潜在应用而越来越受关注。 本课题主要包括三个方面的内容:一是无机—有机杂化化合物的合成,通过分子设计,采用溶剂热法以Fe（Ⅱ）、Co（Ⅱ）,Cu（Ⅰ）、Cu（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Ag（Ⅰ）、Mn（Ⅱ）、Zr（Ⅳ）为中心离子,以5—甲醛基—8羟基喹啉、4,4-联吡啶、吡嗪、1,2二吡啶基乙烷为配体,以偏钒酸根（VO3-）为辅助配体,合成了钒氧无机—有机杂化材料[Co（C4H4N2）（VO3）2]n。二是对合成出的无机—有机杂化化合物[Co（C4H4N2）（VO3）2]n进行了结构表征和性能研究,确定该晶体属于正交晶系,空间群Pnna,晶胞参数a=10.188（2）（?）,α=90°,b=11.497（2）（?）,β=90°,c=7.3975（15）（?）,γ=90°。晶体结构可以看作由配位聚合物正离子链{Co（C4H4N2）}n2n+和{VO3}-通过V-O-Co键桥联构筑成的三维共价骨架结构,也可以看作是由无机的双金属氧化物层[Co（VO3）2]n和有机的桥式配体C4H4N2通过Co-N配位键桥联形成的。通过对影响合成反应的主要因素的研究,确定合成该晶体的最佳温度为140℃,最佳pH值为6。TG分析研究表明,当温度低于410℃时,晶体具有很好的热稳定性。漫反射光谱研究表明,晶体的光学能隙为2.13eV,属于半导体。三是研究各种实验条件(如

论文目录

• 导论
• 第一章 文献综述
• 1.1 金属有机配位聚合物的发展状况
• 1.1.1 发展历史
• 1.1.2 研究现状
• 1.2 金属一钒氧簇配位聚合物的发展状况
• 1.3 金属一氧簇配位聚合物的应用
• 1.4 本课题的选题思想及研究内容
• 第二章 研究方法和方案
• 2.1 分子设计
• 2.1.1 中心离子的选择
• 2.1.2 配体（构件）的选择
• 2.1.3 无机酸根离子
• 2.2 合成方法
• 2.2.1 均相法（homogeneous phase）
• 2.2.2 溶剂热法（solvothermal）
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验仪器及药品
• 3.1.1 仪器
• 3.1.2 药品
• 3.2 实验操作
• 3.3 钒氧无机有机杂化材料的合成
• 3.4 产物晶体的分析和鉴定
• 3.5 晶体结构的表征
• 3.6 性能测定
• 3.6.1 晶体的热分析
• 3.6.2 晶体的导电性能的表征
• 第四章 结果与讨论
• 4.1 合成晶体的结果与讨论
• 4·5H₂O/4，4’—联吡啶/NH₄VO₃体系'>4.1.1 CuSO₄·5H₂O/4，4’—联吡啶/NH₄VO₃体系
• 4H₄N₂）（VO₃）₂]_n'>4.1.2 晶体[Co（C₄H₄N₂）（VO₃）₂]_n
• 4.2 反应条件的讨论
• 4.2.1 反应温度对聚合反应的影响
• 4.2.2 反应物配比对聚合反应的影响
• 4.2.3 pH值对聚合物反应的影响
• 4.2.4 溶剂对聚合物反应的影响
• 4.2.5 时间对聚合物反应的影响
• 4.2.6 不同的配体在钴钒体系中的作用
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文