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钐芳香族羧酸配合物的合成、晶体结构、热分解反应动力学的研究

2020-12-07阅读(357)

钐芳香族羧酸配合物的合成、晶体结构、热分解反应动力学的研究

论文摘要

本文合成了以苯甲酸及其衍生物为第一配体,2,2’-联吡啶为第二配体的14种钐的三元配合物,分别为:[Sm（BA）3bipy]2、[Sm（p-MBA）3bipy]2、[Sm（o-MOBA）3bipy]2·H2O、[Sm（m-MOBA）3bipy]2·H2O、[Sm（p-MOBA）3bipy]2·（C2H5OH）2、[Sm（o-ClBA）3bipy]2·2H2O、[Sm（m-ClBA）3bipy]2·4H2O、[Sm（p-ClBA）3bipy·H2O]2、[Sm（2,4-DClBA）3bipy]2、[Sm（o-BrBA）3bipy]2·2H2O、[Sm（m-BrBA）3bipy]2·3H2O、[Sm（p-BrBA）3bipy·H2O]2·H2O、[Sm（o-NBA）3bipy]2·2H2O、[Sm（p-NBA）3bipy]2·2H2O,同时又合成了以苯甲酸衍生物为第一配体及1,10-邻菲罗啉和2,2’-联吡啶为中性配体5种钐的四元配合物,分别是: Sm2（m-MOBA）6（phen）（bipy）（H2O）、Sm2（p-MOBA）6（phen）（bipy）（H2O）、Sm2（o-MBA）6（bipy）（phen）、Sm2（m-MBA）6（bipy）（phen）、Sm2（p-MBA）6（bipy）（phen）。用元素分析、红外光谱、紫外光谱、摩尔电导、X-射线单晶衍射、X射线粉末衍射和热分析等手段对以上配合物进行了表征。用X-射线单晶衍射仪测定了4个三元配合物的晶体结构,分别是:[Sm（BA）3bipy]2、[Sm（p-ClBA）3bipy·H2O]2、[Sm（p-MOBA）3bipy]2·（C2H5OH）2和[Sm（p-BrBA）3bipy·H2O]2·H2O。它们都是以双核分子的形式存在。羧基基团与钐离子的配位方式各有不同,主要包括四种:（1）单齿配位;（2）双齿螯合配位;（3）桥联双齿配位;（4）桥联三齿配位。[Sm（BA）3bipy]2属于单斜晶系,P2（1）/n空间群,配位数是8,中心钐的配位环境为三角十二面体;[Sm（p-MOBA）3bipy]2·（C2H5OH）2属于三斜晶系,Pī空间群,配位数为9,中心钐的配位环境为三帽三棱柱体;[Sm（p-ClBA）3bipy·H2O]2和[Sm（p-BrBA）3bipy·H2O]2·H2O都属于三斜晶系,Pī空间群,配位数为8,中心钐的配位环境都为双帽三棱柱体。用TG-DTG和IR技术研究了配合物的热分解过程,采用我们提出的改进的双等双步法对合成的配合物进行非等温动力学的研究。依据TG-DTG曲线,确定了配合物[Sm（BA）3bipy]2、[Sm（p-MOBA）3bipy]2·（C2H5OH）2、Sm2（m-MBA）6（bipy）（phen）、Sm2（p-MBA）6（bipy）（phen）、[Sm（2,4-DClBA）3bipy]2和[Sm（p-MBA）3bipy]2第一步热分解过程和配合物[Sm（o-MOBA）3bipy]2·H2O、[Sm（p-ClBA）3bipy·H2O]2、[Sm（o-BrBA）3bipy]2·2H2O、[Sm（o-NBA）3bipy]2?2H2O和[Sm（m-MOBA）3bipy]2·H2O第二步热分解过程的机理函数、活化能E和指前因子A。同时计算了热力学参数（ΔH≠,△G≠和ΔS≠）。同时还确定了[Sm（BA）3bipy]2、[Sm（p-MBA）3bipy]2、Sm2（o-MBA）6（bipy）（phen）、Sm2（m-MBA）6（bipy）（phen）和Sm2（p-MBA）6（bipy）（phen）五种不含结晶水的配合物当失重为10%时的寿命方程。比较了各系列配合物的热稳定性,为寻找稳定性较高的稀土配合物功能材料提供一定理论依据。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 稀土羧酸类配合物的性能研究
  • 1.1.1 发光特性
  • 1.1.2 热分解
  • 1.1.3 磁性
  • 1.2 稀土羧酸配合物单晶的培养
  • 1.3 稀土芳香羧酸类配合物的配位方式
  • 1.4 热分析动力学处理方法的研究进展
  • 1.4.1 热分析动力学方程
  • 1.4.2 动力学处理方法
  • 1.5 选题思路
  • 第二章 联吡啶与苯甲酸钐三元配合物的合成，晶体结构，热分解机理和非等温动力学
  • 2.1 实验部分
  • 2.1.1 试剂，仪器及实验条件
  • 2.1.2 配合物的合成
  • 2.1.3 晶体结构的测定
  • 2.1.4 动力学数据处理方法
  • 2.2 结果与讨论
  • 2.2.1 元素分析和摩尔电导
  • 2.2.2 红外吸收光谱
  • 2.2.3 紫外吸收光谱
  • 2.2.4 晶体结构的描述
  • 2.2.5 热分解过程
  • 2.2.6 非等温动力学
  • 2.2.7 配合物的寿命
  • 2.3 本章小节
  • 第三章 对甲基苯甲酸，联吡啶钐配合物的合成，热分解机理和非等温动力学
  • 3.1 实验部分
  • 3.1.1 试剂，仪器及实验条件
  • 3.1.2 配合物的合成
  • 3.1.3 动力学数据处理方法
  • 3.2 结果与讨论
  • 3.2.1 元素分析和摩尔电导
  • 3.2.2 红外吸收光谱
  • 3.2.3 紫外吸收光谱
  • 3.2.4 X 射线粉末衍射
  • 3.2.5 热分解机理
  • 3.2.6 非等温动力学
  • 3bipy]2 的寿命'>3.2.7 配合物[Sm（p-MBA）3bipy]2的寿命
  • 3.3 本章小结
  • 第四章 邻、间、对甲氧基苯甲酸，联吡啶钐配合物的合成，热分解机理和非等温动力学
  • 4.1 实验部分
  • 4.1.1 试剂，仪器及实验条件
  • 4.1.2 配合物的合成
  • 3bipy]2·2C2H5OH 的晶体结构的测定'>4.1.3 配合物[Sm（p-MOBA）3bipy]2·2C2H5OH 的晶体结构的测定
  • 4.1.4 动力学数据处理方法
  • 4.2 结果与讨论
  • 4.2.1 元素分析与摩尔电导
  • 4.2.2 红外吸收光谱
  • 4.2.3 紫外吸收光谱
  • 4.2.4 X 射线粉末衍射
  • 3bipy]2·（C2H5OH）2 的晶体结构的描述'>4.2.5 配合物[Sm（p-MOBA）3bipy]2·（C2H5OH）2的晶体结构的描述
  • 4.2.6 热分解机理
  • 4.2.7 非等温动力学
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 氯苯甲酸，联吡啶钐配合物的合成，晶体结构，热分解机理和非等温动力学
  • 5.1 实验部分
  • 5.1.1 试剂，仪器及实验条件
  • 5.1.2 配合物的合成
  • 5.1.3 单晶衍射数据采集
  • 5.1.4 动力学数据处理方法
  • 5.2 结果与讨论
  • 5.2.1 元素分析与摩尔电导
  • 5.2.2 红外吸收光谱
  • 5.2.3 紫外吸收光谱
  • 5.2.4 X 射线粉末衍射
  • 3bipy·H2O]2 的晶体结构的描述'>5.2.5 配合物[Sm（p-ClBA）3bipy·H2O]2的晶体结构的描述
  • 5.2.6 热分解机理
  • 5.2.7 非等温动力学
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 邻、间、对溴苯甲酸，联吡啶钐配合物的合成晶体结构，热分解机理和非等温动力学
  • 6.1 实验部分
  • 6.1.1 试剂，仪器及实验条件
  • 6.1.2 配合物的合成
  • 6.1.3 晶体结构的测定
  • 6.1.4 动力学数据处理方法
  • 6.2 结果与讨论
  • 6.2.1 元素分析与摩尔电导
  • 6.2.2 红外吸收光谱
  • 6.2.3 紫外吸收光谱
  • 6.2.4 X 射线粉末衍射
  • 3bipy·H2O]2·H2O 的晶体结构的描述'>6.2.5 配合物[Sm（p-BrBA）3bipy·H2O]2·H2O 的晶体结构的描述
  • 6.2.6 热分解机理
  • 6.2.7 非等温动力学
  • 6.3 本章小结
  • 第七章 邻、对硝基苯甲酸，联吡啶钐配合物的合成，热分解机理和热分解反应动力学
  • 7.1 实验部分
  • 7.1.1 试剂，仪器及实验条件
  • 7.1.2 配合物的合成
  • 7.1.3 动力学数据处理方法
  • 7.2 结果与讨论
  • 7.2.1 元素分析与摩尔电导
  • 7.2.2 红外吸收光谱
  • 7.2.3 紫外吸收光谱
  • 7.2.4 X 射线粉末衍射
  • 7.2.5 热分解机理
  • 7.2.6 非等温动力学
  • 7.3 本章小结
  • 第八章 间、对甲氧基苯甲酸及联吡啶和邻菲罗啉钐四元配合物的合成, 热分解机理
  • 8.1 实验部分
  • 8.1.1 试剂，仪器及实验条件
  • 8.1.2 配合物的合成
  • 8.2 结果与讨论
  • 8.2.1 元素分析与摩尔电导
  • 8.2.2 红外吸收光谱
  • 8.2.3 紫外吸收光谱
  • 8.2.4 X 射线粉末衍射
  • 8.2.5 热分解机理
  • 8.3 本章小结
  • 第九章 邻、间、对甲基苯甲酸及联吡啶和邻菲罗啉钐四元配合物的合成, 热分解机理和非等温动力学
  • 9.1 实验部分
  • 9.1.1 试剂，仪器及实验条件
  • 9.1.2 配合物的合成
  • 9.1.3 动力学数据处理方法
  • 9.2 结果与讨论
  • 9.2.1 元素分析与摩尔电导
  • 9.2.2 红外吸收光谱
  • 9.2.3 紫外吸收光谱
  • 9.2.4 X 射线粉末衍射
  • 9.2.5 热分解机理
  • 9.2.6 非等温动力学
  • 9.2.7 配合物的寿命
  • 9.3 本章小节
  • 第十章 总结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间取得的科研成果清单
  • 攻读学位期间取得的科研成果清单（续）

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