过渡金属多酸盐有机配位聚合物和单分子磁体晶体的研究

论文摘要

过渡金属多酸盐有机配位聚合物是根据分子设计和分子工程学原理，选择适当的过渡金属离子为模板（templating）、多齿有机配体和多金属氧酸盐为构筑块（building block）进行组装而构成的无机—有机杂化化合物材料。目前，该领域的研究已经成为材料科学的一个热点，并在多孔材料，吸附催化，光电子材料和磁性材料等方面取得突出研究成果。 本论文采用水热合成法，以CoCl2·6H2O、4，4′-联吡啶（4，4′-bpy）、WO3为原料成功的合成了以六钨酸根(W6O19)2-和刚性有机配体4，4′-bpy为构筑块、以中心金属离子Co（Ⅱ）为模板的有机-无机杂化化合物[Co2（bpy）6(W6O19)2]（Ⅰ）；以CoCl2·6H2O、1，3-联（4—吡啶基）丙烷（bpp）以及NH4VO3为原料得到以四钒酸根(V4O12)4-和柔性有机配体bpp为构筑块、以中心金属离子Co（Ⅱ）为模板的有机-无机杂化化合物[Co（bpp）2]2(V4O12)（Ⅱ）；以MnCl2、1，3-联（4-吡啶基）丙烷（bpp）以及NH4VO3为原料制备出以十五钒酸根为阴离子，质子化的有机配体bpp为抗衡阳离子的有机-无机杂化化合物（H2bpp）3[V15O36Cl]·2H2O（Ⅲ）。 晶体结构分析表明： [Co2（bpy）6(W6O19)2]（Ⅰ）具有二维层状共价骨架结构，属于单斜

论文目录

• 第一部分 过渡金属多酸盐有机配位聚合物的合成、结构及性能研究
• 第一章 文献综述
• 1.1 金属有机配位聚合物
• 1.1.1 金属有机配位聚合物简介
• 1.1.2 金属有机配位聚合物分类
• 1.1.2.1 按空间结构分类
• 1.1.2.2 按有机配体类型分类
• 1.1.3 金属有机配位聚合物研究进展
• 1.2 多酸化学
• 1.2.1 多酸化学简介
• 1.2.2 多金属氧酸盐的特性与应用
• 1.2.3 多金属氧酸盐的研究进展
• 1.3 过渡金属多酸盐有机配位聚合物
• 1.3.1 简介
• 1.3.2 多钒／钨酸盐有机配位聚合物的发展状况
• 1.3.3 课题研究目的和意义
• 第二章 研究方法与方案
• 2.1 分子设计
• 2.1.1 模板—中心离子的选择
• 2.1.2 构筑块1—有机配体的选择
• 2.1.3 构筑块2—多酸根离子的选择
• 2.2 合成技术
• 2.2.1 均相合成法
• 2.2.2 水热与溶剂热合成法
• 2.3 表征方法
• 2.3.1 化学组成的测定
• 2.3.2 晶体结构的测定
• 2.4 性能测试
• 2.4.1 光吸收和导电性能
• 2.4.2 磁性能
• 2.4.2.1 磁化率和磁矩
• 2.4.2.2 物质磁行为的主要类型
• 第三章 多钨酸盐有机配位聚合物的合成、结构及性能
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 化学药品
• 3.2.2 主要仪器
• 2（bpy）₆(W₆O₁₉)₂的合成'>3.2.3 Co₂（bpy）₆(W₆O₁₉)₂的合成
• 3.2.4 化学组成
• 3.2.5 红外光谱
• 3.2.6 漫反射光谱
• 3.2.7 晶体结构测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 合成反应
• 3.3.2 化学组成
• 3.3.3 晶体结构描述
• 3.3.4 光吸收和导电性能研究
• 3.4 小结
• 第四章 多钒酸盐有机配位聚合物的合成、结构及性能
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 化学药品
• 4.2.2 主要仪器
• 4.2.3 合成
• 2]₂(V₄O₁₂)'>4.2.3.1 [Co（bpp）₂]₂(V₄O₁₂)
• 2bpp）₃[V₁₅O₃₆Cl]·2H₂O'>4.2.3.2 （H₂bpp）₃[V₁₅O₃₆Cl]·2H₂O
• 4.2.4 晶体的挑选
• 4.2.5 化学组成测定
• 4.2.6 红外光谱
• 4.2.7 漫反射光谱
• 4.2.8 热重分析
• 4.2.9 磁性能测定
• 4.2.10 晶体结构测定
• 2]₂(V₄O₁₂)的晶体结构测定'>4.2.10.1 [Co（bpp）₂]₂(V₄O₁₂)的晶体结构测定
• 2bpp）₃[V₁₅O₃₆Cl]·2H₂O的晶体结构测定'>4.2.10.2 （H₂bpp）₃[V₁₅O₃₆Cl]·2H₂O的晶体结构测定
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 合成反应
• 2]₂(V₄O₁₂)的合成'>4.3.1.1 [Co（bpp）₂]₂(V₄O₁₂)的合成
• 2bpp）₃[V₁₅O₃₆Cl]·2H₂O的合成'>4.3.1.2 （H₂bpp）₃[V₁₅O₃₆Cl]·2H₂O的合成
• 4.3.2 晶体结构描述
• 2]₂(V₄O₁₂)的晶体结构描述'>4.3.2.1 [Co（bpp）₂]₂(V₄O₁₂)的晶体结构描述
• 2bpp）₃[V₁₅O₃₆Cl]·2H₂O的晶体结构描述'>4.3.2.2 （H₂bpp）₃[V₁₅O₃₆Cl]·2H₂O的晶体结构描述
• 2]₂(V₄O₁₂)的性能研究'>4.3.3 [Co（bpp）₂]₂(V₄O₁₂)的性能研究
• 4.3.3.1 光学吸收性质
• 4.3.3.2 热稳定性
• 4.3.3.3 分子磁性
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 12O₁₂（CH₃COO）₁₆（H₂O）]·2CH₃COOH·4H₂O的晶体生长及稳定性研究'>第二部分 单分子磁体[Mn₁₂O₁₂（CH₃COO）₁₆（H₂O）]·2CH₃COOH·4H₂O的晶体生长及稳定性研究
• 第六章 文献综述
• 6.1 单分子磁体
• 6.1.1 单分子磁体定义
• 6.1.2 单分子磁体的条件和特征
• 6.1.3 几种常见的单分子磁体簇合物
• 6.2 磁的宏观量子效应
• 6.2.1 磁的宏观量子效应概述
• 6.2.2 研究磁的宏观量子效应的实验材料
• 6.2.3 研究磁的宏观量子效应的意义
• 6.2.4 单分子磁体Mn12簇的宏观量子效应研究
• 6.3 晶体生长
• 6.3.1 晶体生长基本原理
• 6.3.2 溶液法生长晶体
• 6.2 课题研究目的和意义
• 12-Ac单分子磁体的制备和表征'>第七章 大尺寸Mn₁₂-Ac单分子磁体的制备和表征
• 7.1 实验部分
• 7.1.1 化学药品
• 7.1.2 主要仪器
• 7.1.3 制备方法
• 12-Ac单晶的表征'>7.1.4 大尺寸Mn₁₂-Ac单晶的表征
• 7.2 结果与讨论
• 12-Ac晶体成核条件控制办法'>7.2.1 Mn₁₂-Ac晶体成核条件控制办法
• 12-Ac晶体生长的影响'>7.2.2 物料比对Mn₁₂-Ac晶体生长的影响
• 7.2.3 升温过程对晶体生长的影响
• 7.2.4 放置时间对晶体生长的影响
• 12-Ac单晶的表征'>7.2.5 大尺寸Mn₁₂-Ac单晶的表征
• 7.2.5.1 ICPAS及元素分析
• 7.2.5.2 Mn12-Ac单晶的结构表征
• 12-Ac单晶的低温磁学表征'>7.2.5.3 Mn₁₂-Ac单晶的低温磁学表征
• 7.3 小结
• 第八章 Mn12-Ac磁性分子团簇的稳定性研究
• 8.1 实验仪器
• 8.2 结果与讨论
• 12-Ac磁性分子团簇单晶的热稳定性'>8.2.1 Mn₁₂-Ac磁性分子团簇单晶的热稳定性
• 8.2.1.1 TG-DTA
• 8.2.1.2 XRD
• 8.2.1.3 TEM
• 8.2.2 Mn12-Ac单晶晶体结构转变与宏观量子效应的关系
• 8.2.3 Mn12-Ac磁性分子团簇单晶室温下随时间失重变化
• 8.2.3.1 室温25-28℃
• 8.2.3.2 室温21-23℃
• 8.3 小结
• 第九章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表和待发表的论文
• 附录