Salen金属配合物的合成、荧光及分子磁性的研究

Salen金属配合物的合成、荧光及分子磁性的研究

论文摘要

由于Salen金属配合物在光学、电化学,磁性等方面的应用成为当前配位化学研究的热点之一,人们对这类化合物的合成、表征、结构测定、光学、电化学,磁性等方面进行了富有成效的研究。本论文选取乙二胺缩水杨醛(H2salen)和乙二胺缩邻香草醛(H2mosalen)为配体,对它们的稀土、3d-4f异核双金属及3d-4f-3d′多核金属配合物进行了较为系统的研究,取得了部分创新性成果。首先对Salen稀土、3d-4f异核双金属及3d-4f-3d′多核金属配合物的合成、结构、及其性能的研究进展进行了总结和评述。并且对金属配合物的分子磁性的研究概况和稀土配合物的荧光发光机理进行介绍。以硝酸稀土和H2salen为原料采取自组装的方式合成了一系列H2salen稀土配合物: [Pr(H2salen)(NO3)3(CH3OH)2]n (1),[Ln(H2salen)1.5(NO3)3]n (Ln = Pr (2), Nd (3), Sm (4), Eu (5), Gd (6), Tb (7), Dy (8) & Lu (9))和Ce(salen)2(10);3d-4f异核双金属配合物:[Cu(salen)(CH3OH)Eu(NO3)3]2(11)。制备了七个H2mosalen四齿配位的单核稀土配合物:Ln(H2mosalen)(NO3)3 (Ln = Nd (12), Sm (13), Eu (14), Gd (15), Tb (16), Dy (17) & Er (18)),将它们作为配合物配体进一步合成3d-4f异核双金属配合物:[Cu(mosalen)Ln(NO3)3·H2O] (Ln = Nd (19), Sm (20), Eu (21) & Gd (22))和3d-4f-3d′多核金属配合物: [{Cu(mosalen)}2Pr(H2O){Fe(CN)6}]2·2.5H2O (23) [{Cu(mosalen)}Ln(H2O)3{Fe(CN)6}]2·6H2O (Ln = Sm (24) & Gd (25))。通过元素分析、红外光谱、紫外光谱以及热失重对所合成的金属配合物进行表征,并通过X射线单晶衍射对配合物的结构进行解析。结果表明:H2salen稀土配合物的晶体结构分为两类:中心稀土离子为La,稀土配合物为一维链状结构,中心稀土离子为Pr,可以得到一维链状和二维网状两种结构,中心稀土离子为Nd-Lu,稀土配合物为二维网状结构。H2salen 3d-4f异核双金属配合物是与文献一致的零维3d:4f = 1:1结构。H2mosalen单核稀土配合物均为零维结构。H2mosalen 3d-4f异核双金属配合物与文献一致的零维3d:4f = 1:1结构,H2mosalen 3d-4f-3d’多核金属配合物得到了两种与文献不同的结构,即二聚结构。对所合成的金属配合物的荧光和分子磁性进行研究。结果表明:H2salen稀土配合物中的配合物4(Sm)和5(Eu)表现出稀土离子特征荧光,而配合物7(Tb)却没有观察到金属离子发光。H2mosalen单核稀土配合物的结果相反,配合物16(Tb)展现出稀土离子特征荧光,而配合物13(Sm)和14(Eu)却没有观察到金属离子发光。稀土配合物6(Gd)和15(Gd)中Gd(III)离子间存在弱的铁磁性。H2mosalen 3d-4f异核双金属配合物22(Cu-Gd)中Gd(III)和Cu(II)离子间存在铁磁性相互作用。H2mosalen 3d-4f-3d’多核金属配合物25(Cu-Gd-Fe)中Gd(III),Cu(II)和Fe(III)离子间存在铁磁性相互作用。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 Salen 稀土配合物的合成、结构及性能研究
  • 1.2.1 四齿Salen稀土配合物的合成、结构及性能研究
  • 1.2.2 六齿Salen 稀土配合物的合成、结构及性能研究
  • 1.3 Salen 3d-4f 异核双金属配合物的合成、结构及性能研究
  • 1.3.1 四齿Salen 3d-4f 异核双金属配合物的合成、结构及性能研究
  • 1.3.2 六齿Salen 3d-4f 异核双金属配合物的合成、结构及性能研究
  • 1.4 Salen 多核金属配合物的合成、结构及性能研究
  • 1.5 稀土配合物的荧光发光机理
  • 1.6 分子磁性材料的研究状况
  • 1.7 本论文的研究目的及主要内容
  • 1.7.1 本论文的研究目的
  • 1.7.2 本论文的研究内容及方法
  • 第2章 实验部分
  • 2.1 实验试剂
  • 2.2 水合硝酸稀土的制备
  • 2salen的合成'>2.3 H2salen的合成
  • 2salen 稀土配合物的合成'>2.4 H2salen 稀土配合物的合成
  • 2salen 3d-4f 异核双金属配合物的合成'>2.5 H2salen 3d-4f 异核双金属配合物的合成
  • 2mosalen的合成'>2.6 H2mosalen的合成
  • 2mosalen 稀土配合物的合成'>2.7 H2mosalen 稀土配合物的合成
  • 2mosalen 3d-4f 异核双金属配合物的合成'>2.8 H2mosalen 3d-4f 异核双金属配合物的合成
  • 2mosalen 3d-4f-3d′多核金属配合物的合成'>2.9 H2mosalen 3d-4f-3d′多核金属配合物的合成
  • 2.10 Salen金属配合物的测试
  • 2.10.1 熔点测试
  • 2.10.2 红外光谱分析
  • 2.10.3 紫外光谱分析
  • 2.10.4 元素分析
  • 2.10.5 热失重分析
  • 2.10.6 单晶结构的测试
  • 2.10.7 荧光光谱的测试
  • 2.10.8 分子磁性的测试
  • 2salen稀土及3d-4f异核双金属配合物的结构和表征'>第3章 H2salen稀土及3d-4f异核双金属配合物的结构和表征
  • 3.1 引言
  • 2salen的表征'>3.2 H2salen的表征
  • 2salen 的基本性质'>3.2.1 H2salen 的基本性质
  • 2salen 的红外光谱分析'>3.2.2 H2salen 的红外光谱分析
  • 2salen 稀土配合物的表征'>3.3 H2salen 稀土配合物的表征
  • 3.3.1 配合物的基本性质
  • 3.3.2 配合物的合成方法
  • 3.3.3 配合物的红外光谱分析
  • 3.3.4 配合物的紫外光谱分析
  • 3.3.5 配合物的热失重分析
  • 2salen 稀土配合物的晶体结构描述'>3.4 H2salen 稀土配合物的晶体结构描述
  • 3.4.1 配合物1 的晶体结构
  • 3.4.2 配合物2-9 的晶体结构
  • 3.4.3 配合物10的结构推断
  • 2salen 3d-4f 异核双金属配合物的表征'>3.5 H2salen 3d-4f 异核双金属配合物的表征
  • 3.5.1 配合物的基本性质
  • 3.5.2 配合物的合成方法
  • 3.5.3 配合物的红外光谱分析
  • 3.5.4 配合物的紫外光谱分析
  • 3.5.5 配合物的热失重分析
  • 2salen 3d-4f 异核双金属配合物的晶体结构描述'>3.6 H2salen 3d-4f 异核双金属配合物的晶体结构描述
  • 3.7 本章小结
  • 2mosalen单核、双核和多核金属配合物的结构和表征'>第4章 H2mosalen单核、双核和多核金属配合物的结构和表征
  • 4.1 引言
  • 2mosalen的表征'>4.2 H2mosalen的表征
  • 2mosalen的基本性质'>4.2.1 H2mosalen的基本性质
  • 2mosalen的红外光谱分析'>4.2.2 H2mosalen的红外光谱分析
  • 2mosalen稀土配合物的表征'>4.3 H2mosalen稀土配合物的表征
  • 4.3.1 配合物的基本性质
  • 4.3.2 配合物的合成方法
  • 4.3.3 配合物的红外光谱分析
  • 4.3.4 配合物的紫外光谱分析
  • 2mosalen稀土配合物的晶体结构描述'>4.4 H2mosalen稀土配合物的晶体结构描述
  • 2mosalen 3d-4f异核双金属配合物的表征'>4.5 H2mosalen 3d-4f异核双金属配合物的表征
  • 4.5.1 配合物的基本性质
  • 4.5.2 配合物的合成方法
  • 4.5.3 配合物的红外光谱分析
  • 4.5.4 配合物的紫外光谱分析
  • 4.5.5 配合物的热失重分析
  • 2mosalen 3d-4f异核双金属配合物的晶体结构描述'>4.6 H2mosalen 3d-4f异核双金属配合物的晶体结构描述
  • 2mosalen 3d-4f-3d′多核金属配合物的表征'>4.7 H2mosalen 3d-4f-3d′多核金属配合物的表征
  • 4.7.1 配合物的基本性质
  • 4.7.2 配合物的合成方法
  • 4.7.3 配合物的红外光谱分析
  • 4.7.4 配合物的紫外光谱分析
  • 4.7.5 配合物的热失重分析
  • 2mosalen 3d-4f-3d′多核金属配合物的晶体结构描述'>4.8 H2mosalen 3d-4f-3d′多核金属配合物的晶体结构描述
  • 4.8.1 配合物23的晶体结构
  • 4.8.2 配合物24的晶体结构
  • 2mosalen单核、双核和多核金属配合物的合成、表征和结构的比较'>4.9 H2mosalen单核、双核和多核金属配合物的合成、表征和结构的比较
  • 4.9.1 配合物的合成方法讨论
  • 4.9.2 配合物的红外光谱比较
  • 4.9.3 配合物的紫外光谱比较
  • 4.9.4 配合物的晶体结构比较
  • 4.10 本章小结
  • 第5章 Salen金属配合物的荧光和分子磁性研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 稀土配合物荧光光谱分析
  • 2salen 稀土配合物荧光光谱分析'>5.2.1 H2salen 稀土配合物荧光光谱分析
  • 2mosalen 稀土配合物荧光光谱分析'>5.2.2 H2mosalen 稀土配合物荧光光谱分析
  • 5.3 金属配合物的分子磁性研究
  • 5.3.1 配合物6 的分子磁性研究
  • 5.3.2 配合物15的分子磁性研究
  • 5.3.3 配合物22的分子磁性研究
  • 5.3.4 配合物25的分子磁性研究
  • 5.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 攻读博士学位期间发表论文目录
  • 详细摘要
  • 相关论文文献

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