论文题目: 多金属氧酸盐—有机杂化材料的水热合成、结构与性质
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 靳素荣
导师: 张联盟,柳士忠
关键词: 无机有机杂化材料,多金属氧酸盐,水热合成,晶体结构
文献来源: 武汉理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 多金属氧酸盐。有机杂化材料作为—类新型复合材料在催化、导电、磁性、光致变色、非线性光学材料及生物制药等领域具有潜在的应用前景。这类材料的开发和研制,不仅会不断创造、开发新物种,带来材料科学的飞速发展,同时,将分子工程学、有机化学与固体无机化学等主要化学学科相汇融合在一起是推动化学科学及其相邻学科发展的新动力,并对创造新的学科有积极的促进作用。 本工作利用中温水热技术,以二元和多元有机胺为模板剂,以磷钼和磷钨体系多金属氧酸盐为研究对象,通过分子设计与组装,得到了一系列新型多金属氧酸盐.有机杂化材料,并研究了它们的晶体结构与性质,取得了如下创新性成果。 在磷钼体系化合物的研究中,合成了两个具有层状结构的磷钼化合物,分别采用IcE CHN,IR,TG-DSC和单晶X-射线衍射等测试方法研究了它们的组成、晶体结构、光谱性质、电化学和热稳定性质,初步探索了合成条件对产物生成的影响。实验发现体系pH值对单一相产物的生成及晶体的质量有着重要的影响,同时反应体系中有机胺模板剂和第二金属种类是产物生成中至关重要的影响因素,不同的有机胺分子将导致不同骨架结构的产生。 研究结果表明化合物(H3dien)2P2MO5O23是以杂多阴离子[P2Mos023]6-簇为主要结构的新型化合物,其阴离子由5个MoO6畸变八面体和两个PO4畸变四面体通过共顶点或共边组成;5个钼原子近似处于同一平面,两个PO4畸变四面体位于平面的两侧形成畸变的五角双锥构型。有机胺阳离子通过多点氢键与杂多阴离子作用,并平衡骨架负电荷,形成层状无机.有机杂化材料。对其热分解动力学研究得到Avrami-Erofeev方程(n=3/4.),表观活化能为162.79kJ.mol~(-1),指前因子为1.7×1014S~(-1);对应的机理为随机成核和随后生长机理。 通过改变有机模板剂,得到了两种含有[P2MO5O23]6-杂多阴离子的化合物{[Cu(phen)2][Cu(phen)(H2O)]2P2MO5O23}·9H2O和{[Cu(en)(Hen)]2P2MO5O23}3H2O,在化合物{[Cu(phen)2][Cu(phen)(H2O)]2P2Mo5O23}·9H2O中[P2MO5O23]6-杂多阴离子配位于第二金属铜离子的胺基配合物上,通过μ-O形成相互平行的zigzag链,并通过phen基团的非键n-π堆积作用而稳定的堆积在一起,构成层状无机一有机杂化分子。而化合物{[Cu(en)(Hen)]2P2Mo50(23)}·3H2O是由[P2MOsO23]6-杂多阴离子与铜氨基配阳离子通过Mo-O-Cu-P桥连接为新型多孔结构。
论文目录:
第1章 绪论
1.1 多金属氧酸盐的结构与特性
1.2 水热合成方法
1.3 多金属氧酸盐-有机杂化材料的合成与进展
1.3.1 有机组分作为抗衡阳离子
1.3.2 有机组分作为配体直接键合在M-O骨架上
1.3.3 有机组分作为配体键合到杂金属中心上
1.4 本文的研究目的与意义
第2章 新型笼状磷钼化合物的合成、晶体结构及性质
2.1 化合物(H_3dien)_2P_2Mo_5O_(23)的水热合成、晶体结构与性质
2.1.1 实验与测试
2.1.1.1 仪器与试剂
2.1.1.2 化合物(H_3dien)_2P_2Mo_5O_(23)的水热合成
2.1.1.3 晶体结构测定
2.1.2 结果与讨论
2.1.2.1 合成
2.1.2.2 红外光谱
2.1.2.3 晶体结构分析和讨论
2.1.2.4 电化学性质
2.1.3 化合物的热化学及非等温动力学
2.1.3.1 化合物的热化学
2.1.3.2 化合物的非等温动力学研究
2.2 化合物{[Cu(phen)_2][Cu(phen)(H_2O)]_2P_2Mo_5O_(23))·9H_2O的合成及晶体结构
2.2.1 实验与测试
2.2.1.1 仪器与试剂
2.2.1.2 {[Cu(phen)_2][Cu(phen)(H_2O)]_2P_2Mo_5O_(23)}·9H_2O的合成
2.2.1.3 晶体结构测定
2.2.2 结果与讨论
2.2.2.1 合成
2.2.2.2 红外光谱
2.2.2.3 晶体结构分析
2.2.2.4 化合物的热稳定性
2.3 小结
第3章 层状结构钨磷化合物的水热合成、晶体结构与性质
3.1 实验与测试
3.1.1 仪器与试剂
3.1.2 化合物(H_3dien)_2P_2W_5O_(23)·H_2O水热合成
3.1.3 晶体结构测定
3.2 结果与讨论
3.2.1 红外光谱
3.2.2 晶体结构描述
3.2.3 化合物的热稳定性
3.2.4 电化学性质
3.3 小结
第4章 基于Dawson结构钨磷酸盐的水热合成和晶体结构
4.1 化合物(H_2en)_5[HP_2W_(18)O_(62)]_2·22H_2O的合成与晶体结构
4.1.1 实验与测试
4.1.1.1 仪器与试剂
4.1.1.2 化合物(H_2en)_5[HP_2W_(18)O_(62)]2·22H_2O的水热合成
4.1.1.3 晶体结构测定
4.1.2 结果与讨论
4.1.2.1 红外光谱
4.1.2.2 单晶X-射线结构分析
4.2 化合物{[Cu(2,2'-bipy)]_2[Cu(2,2'-bipy)(H_2O)_2](PO_4)}_2(P_2W_(18)O_(62))·4H_2O的合成与晶体结构
4.2.1 实验与测试
4.2.1.1 仪器与试剂
4.2.1.2 化合物的合成
4.2.1.3 晶体结构测定
4.2.2 结果与讨论
4.2.2.1 红外光谱
4.2.2.2 晶体结构描述
4.2.2.3 热稳定性质
4.3 小结
第5章 具有Keggin结构杂化材料的合成及光致变色性质
5.1 实验与测试
5.1.1 仪器与试剂
5.1.2 化合物[Cu(phen)_2]_3(PW_(12)O_(40))_2·3H_2O的合成
5.1.3 化合物[Cu(phen)_2]_3[PMo_(12)O_(40)]_2·3H_2O的合成
5.2 结果与讨论
5.2.1 合成
5.2.2 红外光谱
5.2.3 UV-Vis谱
5.2.4 光致变色性质
5.3 小结
第6章 多孔结构多金属氧酸盐-有机杂化材料的水热合成与晶体结构
6.1 化合物[Cu(en)(Hen)]_2P_2Mo_5O_(23)·3H_2O的水热合成与晶体结构
6.1.1 仪器与试剂
6.1.2 化合物[Cu(en)(Hen)]_2P_2Mo_5O_(23)·3H_2O的水热合成
6.1.3 晶体结构测定
6.2 化合物[Cu(en)_2]_6(PW_(12)O_(40))_2·6H_2O的水热合成与晶体结构
6.2.1 仪器与试剂
6.2.2 化合物[Cu(en)_2]_6(PW_(12)O_(40))_2·6H_2O的水热合成
6.2.3 晶体结构测定
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
附录 合成化合物的非氢原子坐标、键长和键角数据
攻读博士期间发表和待发表的学术论文
致谢
发布时间: 2005-10-11
参考文献
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