过渡金属Salen配合物/分子筛修饰电极的电化学行为研究

论文摘要

金属席夫碱配合物／分子筛复合材料，将配合物和分子筛的特性有机地结合起来，形成一种独特的新型催化材料，其具有反应条件温和、选择性高、易与产物分离、可重复使用以及独特的位分离效应等特点，因而受到人们广泛的重视，成为当今催化材料研究中的一个热门课题。分子筛修饰电极自问世以来，就成为电化学研究的一个新的领域，广泛用于电分析、电化学表征、电催化等领域，是近代电化学领域中一个重要的研究方向。本论文分别以Y型沸石分子筛、MCM—41介孔分子筛和ALPO4—5型磷酸铝分子筛为主体材料，过渡金属席夫碱配合物为客体分子，合成了金属席夫碱配合物／分子筛复合材料，以复合材料为电极修饰材料制备了分子筛修饰电极，用循环伏安法对分子筛修饰电极中的电活性物质进行了表征。论文主要完成了以下工作：第一，以水杨醛类Schiff碱为配体，合成了Co、Cu、Mn、Fe四种过渡金属的七种配合物，对其进行了红外和紫外表征，并用循环伏安法对其进行了电化学行为的研究。第二，通过自由配体法在Y型分子筛中合成了分子筛固载钴、铜、锰席夫碱配合物的复合材料，通过循环伏安法对这三种分子筛复合材料修饰电极的电化学行为进行了研究，并对CosalenY修饰电极的电子传输机理进行了进一步的分析，得出其可能属于外电子传输机理。第三，采用两种不同的合成方法将Cosalen配合物通过硅烷化成功地引入到介孔分子筛MCM-41的孔道内，形成两种不同结构的介孔分子筛固载Cosalen配合物，并对其进行了表征及电化学行为的研究。第四，通过循环伏安法对两种方法制备的磷酸铝分子筛AlPO4-5固载钴、锰、铁席夫碱复合材料进行了电化学研究，结果发现，两种方法制备的金属席夫碱／磷酸铝分子筛复合材料的电化学行为有所不同。本研究工作表明，分子筛修饰电极的循环伏安法可以成为金属配合物／分子筛复合材料的一种理想的表征手段，并且对CosalenY复合材料的电化学行为进行了进一步的研究，得出其可能为外电子传输机理。本课题的研究成果为金属配合物／分子筛复合材料的电子传输机理和电催化研究奠定了基础，对金属配合物／分子筛复合材料的开发研究起到了促进作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述及选题
• 1.1 引言
• 1.2 分子筛的结构和性质
• 1.2.1 沸石分子筛
• 1.2.2 介孔分子筛
• 1.2.3 磷酸铝分子筛
• 1.3 金属席夫碱配合物/分子筛复合材料的研究
• 1.3.1 金属席夫碱配合物/分子筛复合材料的研究起源
• 1.3.2 金属席夫碱配合物的结构及性能
• 1.3.3 金属配合物/分子筛复合材料的制备
• 1.3.3.1 金属配合物/沸石分子筛复合材料的制备
• 1.3.3.2 金属配合物/介孔分子筛复合材料的制备
• 1.3.3.3 金属配合物/磷酸铝分子筛复合材料的制备
• 1.3.4 金属席夫碱配合物/分子筛复合材料的表征
• 1.3.5 金属席夫碱配合物/分子筛复合材料的催化性能
• 1.4 分子筛修饰电极的制备
• 1.4.1 分子筛/聚合物悬浊液法
• 1.4.2 分子筛/导电粉末混合物法
• 1.4.3 分子筛/石墨/聚合物复合物法
• 1.4.4 共电沉积法
• 1.4.5 分子筛硅烷联接法
• 1.4.6 干膜/压片
• 1.5 分子筛修饰电极的应用及研究前景
• 1.5.1 分子筛修饰电极的应用
• 1.5.2 分子筛修饰电极的研究前景
• 1.5.2.1 电化学分析
• 1.5.2.2 电催化
• 1.5.2.3 分子筛中物质的传输
• 1.6 选题目的与意义
• 参考文献:
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料及试剂
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验步骤
• 2.3.1 支持电解质的制备
• 2.3.2 席夫碱配体及金属席夫碱配合物的制备
• 2.3.3 分子筛固载金属席夫碱配合物的制备
• 2.3.4 分子筛修饰电极的制备
• 2.3.5 循环伏安行为测定
• 第三章 过渡金属席夫碱Salen配合物的合成及电化学研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂与仪器
• 3.1.2 席夫碱配体的合成
• 3.1.3 过渡金属席夫碱配合物的合成
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 过渡金属席夫碱配合物的表征
• 3.2.1.1 红外表征
• 3.2.1.1 紫外表征
• 3.2.2 过渡金属席夫碱配合物的电化学行为
• 3.2.2.1 Cosalen、Cusalen、Mnsalen、Fesalen的电化学行为
• 3.2.2.2 Cosalicyhexen、Cusalicyhexen和Cosalen的电化学行为
• 3.3 结论
• 参考文献:
• 第四章 Y型分子筛固载钴铜锰Salen配合物修饰电极的电化学行为研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 试剂与仪器
• 4.1.2 Y型分子筛固载钴铜锰席夫碱配合物的制备
• 4.1.3 分子筛修饰电极的制备
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 Y型分子筛固载钴铜锰Salen配合物的表征
• 4.2.1.1 FT—IR表征
• 4.2.1.2 UV—Vis表征
• 4.2.1.3 金属含量测定
• 4.2.2 Y型分子筛固载钴铜锰Salen配合物修饰电极的电化学行为研究
• 4.2.2.1 修饰电极制备条件的选择
• 4.2.2.2 CosalenY/ZME、CusalenY/ZME和MnsalenY/ZME的电化学行为
• 4.2.2.3 CosalenY/ZME的电子传输机理
• 4.3 结论
• 参考文献
• 第五章 MCM—41介孔分子筛固载钴席夫碱配合物修饰电极的电化学行为研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 试剂与仪器
• 5.1.2 介孔分子筛MCM-41的合成
• 5.1.3 MCM—41介孔分子筛固载钴席夫碱配合物的制备
• 5.1.4 介孔分子筛修饰电极的制备
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 MCM—41分子筛固载钴席夫碱配合物的表征
• 5.2.1.1 FT—IR表征
• 5.2.1.2 UV—Vis表征
• 5.2.1.3 金属含量测定
• 5.2.2 MCM—41分子筛固载钴席夫碱配合物修饰电极的电化学行为研究
• 5.2.2.1 Cosalen（A）的电化学行为
• 5.2.2.2 MCM-41-Cosalen（A）修饰电极的电化学行为
• 5.2.2.3 MCM-41-Cosalen（B）修饰电极的电化学行为
• 5.3 结论
• 参考文献:
• 4-5磷酸铝分子筛固载钴锰铁席夫碱配合物修饰电极的电化学表征'>第六章 AlPO₄-5磷酸铝分子筛固载钴锰铁席夫碱配合物修饰电极的电化学表征
• 6.1 实验部分
• 6.1.1 试剂与仪器
• 4—5分子筛固载钴锰铁席夫碱配合物的制备'>6.1.2 AlPO₄—5分子筛固载钴锰铁席夫碱配合物的制备
• 4-5分子筛固载钴锰铁席夫碱配合物修饰电极的制备'>6.1.3 AlPO₄-5分子筛固载钴锰铁席夫碱配合物修饰电极的制备
• 6.2 结果与讨论
• 4-5分子筛固载钴锰铁席夫碱配合物的红外表征'>6.2.1 AlPO₄-5分子筛固载钴锰铁席夫碱配合物的红外表征
• 4-5分子筛固载钴锰铁席夫碱配合物修饰电极的电化学行为'>6.2.2 AlPO₄-5分子筛固载钴锰铁席夫碱配合物修饰电极的电化学行为
• 6.3 结论
• 参考文献
• 总结和设想
• 一、总结
• 二、设想
• 发表的学术论文
• 致谢