基于四唑乙酸配体异金属配合物的合成与性能研究

发布时间：2020-10-18 02:59

　　 四氮唑类配体具有较强的配位能力和灵活多变的配位模式,通过它们得到的四氮唑配合物具有新颖的结构和优异的性能,使其在气体储存、磁性材料、质子传导和催化等领域拥有巨大的应用潜力。本文以四唑乙酸(Htza=tetrazole-1-acetate acid)为有机配体,引入双金属离子,通过溶剂热法和常温蒸发的方法制备了两个系列15种配合物,并通过X-射线单晶衍射、原子发射光谱、X-射线粉末衍射、红外光谱、热重等表征手段确定了它们的结构和晶体学参数,研究了它们的合成规律,并根据它们的结构特点研究了部分配合物的质子传导、磁性及电化学性能。配合物1-9{[CoxNi2-x(tza)2(Htza)(μ3-O)(H2O)]·H2O}n(x=0,0.20,0.40,0.60,0.80,1.00,1.08,1.20,1.28)具有相同的二维层状结构。对配合物1-9进行磁性测试,随着钴离子的加入,配合物由弱的铁磁相互作用转变为反铁磁相互作用。并以配合物1和7为前驱体,将其热解后的产物用于锂离子负极材料,在200m A/g电流密度下分别充放电循环69和55次后电极材料的比容量开始缓慢回升,并且通过异金属配合物得到的混金属氧化物表现出更好的比容量、循环稳定性和倍率性能。配合物10-15{[MFe3(tza)6(μ3-O)(H2O)3](NO3)3(H2O)3}n(M=Cu,Cd,Co,Zn,Ni,Mn)是含有一维孔道的三维网状结构。对配合物10-13进行了质子传导的测试,配合物12和13在25℃的固定温度和97%的固定相对湿度条件下电导率分别达到1.30×10-4 S/cm和1.14×10-3 S/cm,表现出良好的导电性。对配合物10-12进行了磁性测试,均表现出强的反铁磁相互作用。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O641.4
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 四氮唑类配合物的研究进展及分析
        1.2.1 四唑类配合物的合成方法
        1.2.2 四氮唑类配合物的应用
    1.3 异金属配合物的国内外现状
        1.3.1 异金属配合物在磁性中的应用
        1.3.2 异金属配合物在发光中的应用
        1.3.3 异金属配合物在锂电池中的应用
        1.3.4 异金属配合物在电容器中的应用
        1.3.5 异金属配合物在质子传导中的应用
    1.4 选题依据及主要研究内容
第2章 实验材料及表征手段
    2.1 实验药品
    2.2 实验仪器
    2.3 表征手段
        2.3.1 红外吸收光谱(FT-IR)
        2.3.2 X-射线单晶衍射(XRSCD)
        2.3.3 X-射线粉末衍射(PXRD)
        2.3.4 差热热重(TGA)
        2.3.5 电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)
    2.4 电化学性能测试
        2.4.1 锂电池测试
        2.4.2 质子传导测试
第3章 Co/Ni配合物的合成及其磁性和电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 配合物1-9的合成
        3.2.1 配合物1的合成
        3.2.2 配合物2-9的合成
    3.3 配合物1-9的表征
        3.3.1 配合物1的晶体学数据
        3.3.2 配合物1的物相分析
        3.3.3 配合物1的红外图谱分析
        3.3.4 配合物1的晶体结构分析
        3.3.5 配合物2-9的结构分析
        3.3.6 配合物1-9的热重分析
    3.4 配合物1-9的磁性性能研究
    3.5 配合物1和7衍生物的性能研究
    3.6 本章小结
第4章 Fe/M配合物的合成及其磁性和质子传导性能研究
    4.1 引言
    4.2 配合物10-15的合成
        4.2.1 配合物10的合成
        4.2.2 配合物11的合成
        4.2.3 配合物12的合成
        4.2.4 配合物13的合成
        4.2.5 配合物14的合成
        4.2.6 配合物15的合成
    4.3 配合物10-15的表征
        4.3.1 配合物10和11的单晶数据
        4.3.2 配合物10和11的物相分析
        4.3.3 配合物10和11的红外图谱分析
        4.3.4 配合物10和11的热重分析
        4.3.5 配合物10的晶体结构分析
        4.3.6 配合物11的晶体结构分析
        4.3.7 配合物12-15的结构分析
    4.5 配合物10-13的质子传导性能研究
    4.6 配合物10-12的磁性性能研究
    4.7 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

【参考文献】

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1 王金;赵小庆;;Recent Advances of Lanthanide-transition Heterometallic Coordination Polymers[J];结构化学;2014年01期

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1 胡博文;含氮杂环羧酸类配体配合物的构筑与性能研究[D];南开大学;2010年

2 仝小兰;四唑类配体配合物的合成、结构与性质研究[D];南开大学;2009年

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1 郑香玉;含氮杂环羧酸类配体的配合物结构及其性能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

2 赵冲冲;金属有机骨架材料及其衍生物的电化学储锂性能研究[D];湘潭大学;2015年

本文编号：2845702