酞菁配合物的合成及其对锂/亚硫酰氯电池催化性能研究

论文摘要

本论文合成了一系列过渡金属酞菁配合物及四吡啶并卟啉配合物，研究了其对锂／亚硫酰氯电池的催化性能。1．用溶剂法合成了过渡金属酞菁配合物MPc（M=Mn（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）、Fe（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）及Cu（Ⅱ））及四乙酰胺基酞菁配合物、四乙酸基酞菁配合物及八乙酸酞菁钴、混乙酸酞菁钴共催化剂、四乙酸乙酯酞菁钴，对它们进行了红外和元素分析，对部分配合物进行了热分析。2．用微波辐射法合成了四吡啶并卟啉配合物（M=Mn（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Cu（Ⅱ））、四乙酰胺基酞菁配合物MTcaPcClX（M=Ru（Ⅲ）、Rh（Ⅲ）、Pd（Ⅱ）、Ag（Ⅰ））及四磺酸酞菁配合物MPcTs（M=Fe（Ⅲ）、Fe（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）及Mn（Ⅱ）），对它们进行了红外和元素分析。用微波辐射法合成配合物，可减少反应时间，降低能耗，利于环保。3．对合成的31种酞菁配合物和5种四吡啶并卟啉配合物作为锂／亚硫酰氯电池正极催化剂，研究了其对电池、放电时间及电池容量等的影响，分析了配体、配体取代基及中心金属离子对电池催化性能的影响。当配体或中心离子易于扩大酞菁环（或四吡啶并卟啉环）共轭效应时，有利于催化。酞菁配合物及四吡啶并卟啉配合物可提高Li／SOCl2电池电压0.05～0.25V（Co（Ⅱ）PcTea除外）。对电池容量的影响比较复杂，可提高电池实际容量0～125％。MPc、MPcTca、MPcTc中，中心离子为Mn（Ⅱ）、Fe（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）催化活性较好，而Fe（Ⅲ）、Cu（Ⅱ）基本无催化活性，MPcTs中，中心离子为Mn（Ⅱ）、Fe（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）催化活性好，而Fe（Ⅲ）、Cu（Ⅱ）有催化活性，但较差；MPTp中，中心离子为Mn（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）的配合物都具有优良的催化活性。4．完善了酞菁配合物及四吡啶并卟啉配合物对锂／亚硫酰氯电池正极的催化机理。MPc及其衍生物对Li／SOCl2电池的正极催化作用是通过它对SOCl2的键合作用实现的，应从配体及中心离子系统地分析催化作用。

论文目录

• 目录
• 中文文摘
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.0 引言
• 1.1 酞菁配合物催化剂的研究进展
• 1.1.1 酞菁配合物及其衍生物的合成方法
• 1.1.2 酞菁配合物及其衍生物催化性能研究
• 2）电池催化剂的研究进展'>1.2 酞菁作为锂/亚硫酰氯（Li/SOCl₂）电池催化剂的研究进展
• 1.3 选题背景与意义
• 参考文献
• 第二章 酞菁配合物的溶剂法合成
• 2.0 引言
• 2.1 试剂及仪器
• 2.2 酞菁配合物的合成
• 2.3 四乙酰胺酞菁配合物合成
• 2.4 四乙酸酞菁配合物的合成
• 2.5 乙酸乙酯基酞菁钴的合成
• 2.6 乙酸基酞菁钴共催化剂的合成
• 2.7 八乙酸基酞菁钴的合成
• 2.8 结果与讨论
• 2.8.1 配合物的一般性质
• 2.8.2 配合物的红外光谱
• 2.8.3 配合物的热分析
• 参考文献
• 第三章 四吡啶并卟啉及酞菁配合物的微波合成
• 3.0 引言
• 3.1 试剂及仪器
• 3.2 四吡啶并卟啉配合物的微波合成
• 3.3 四乙酰胺酞菁配合物的微波合成
• 3.4 四磺酸基酞菁配合物的微波合成
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 配合物的一般性质
• 3.5.2 配合物的红外光谱
• 参考文献
• 2电池催化性能研究'>第四章 酞菁配合物及衍生物对Li/SOCl₂电池催化性能研究
• 4.1 试剂及仪器
• 2导电性能的影响'>4.2 酞菁配合物及衍生物对SOCl₂导电性能的影响
• 4.3 电池放电性能测试
• 2正极的制备'>4.3.1 Li/SOCl₂正极的制备
• 4.3.2 电池装配
• 4.3.3 电池放电性能测试
• 4.3.4 实验结果与讨论
• 2电池催化机理探索'>4.4 酞菁配合物及四吡啶并卟啉配合物对Li/SOCl₂电池催化机理探索
• 4.5 小结
• 参考文献
• 论文总结
• 硕士阶段发表论文
• 攻读硕士期间参加科研项目情况
• 致谢