稀土羧酸配合物的合成、结构与性质研究

发布时间：2017-04-23 16:15

  本文关键词：稀土羧酸配合物的合成、结构与性质研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：羧酸配体因其强配位能力及多变的配位模式而被化学家应用于构筑各类功能配合物,其中稀土羧酸配合物是最为重要的一种。由于稀土羧酸配合物在磁性、发光、催化等先进功能材料领域有着广泛应用,所以设计合成具有多种功能的稀土羧酸配合物成为了当前的研究热点。把手性引入稀土羧酸配合物,可使配合物的功能得到拓展,是多功能稀土配合物材料的重要研究领域。近年来,磁制冷因其绿色环保、制冷能力强等优点受到了科学家们的广泛关注。其中,由于钆离子具有较大的自旋基态S、可忽略的磁各向异性(D=0)及弱磁交换作用,所以含钆配合物成为制备磁制冷剂的理想选择。本文主要选择R-2-苯基丁酸、2-噻吩甲酸及亚氨基二乙酸作为主配体,通过扩散法及水热法合成了14个稀土羧酸配合物,并对它们的结构及性质进行了研究。具体内容如下:一、手性稀土羧酸配合物的合成与性质研究。选用R-2-苯基丁酸(R-PBA)作为主配体,邻菲罗啉为辅助配体(phen),以稀土氯化盐为稀土金属离子源,通过液-液扩散得到了12个手性双核稀土配合物[Ln(R-PBA)3(phen)]2(Ln=La(1)、Ce(2)、Pr(3)、Nd(4)、Sm(5)、Eu(6)、Gd(7)、Tb(8)、Dy(9)、Ho(10)、Er(11)、Yb(12))。通过X-射线单晶衍射测定了配合物1-10的晶体结构,研究表明它们是同型的,且都结晶于P21手性空间群。它们的对映体[Ln(S-PBA)3(phen)]2可由同样方法获得,通过CD谱进一步证明了化合物具有手性。配合物6、8、9的荧光光谱表明三者在CHCl3溶液中的荧光均是其稀土离子特有的窄带发射。配合物7 11的磁性研究表明配合物7和11中的两个Ln(III)离子间存在着铁磁耦合作用,而配合物8 10中的两个Ln(III)离子间则存在着反铁磁耦合作用。配合物9的交流磁化率研究表明其不存在慢磁驰豫行为。二、含Gd磁制冷配合物的合成与性质研究。在水热条件下,选用2-噻吩甲酸,邻菲罗啉与氧化钆反应得到一个双核钆配合物[Gd(2-TCA)3(phen)]2·H2O(13),同时用亚氨基二乙酸与三氧化铬及氧化钆反应得到一个CrIII-GdIII配合物[Gd Cr(IDA)2(C2O4)]n(14)。晶体结构研究表明配合物13是一个单分子配合物,结晶于P1_空间群,而配合物14则是一个具有二重穿插结构的三维网状配位聚合物,结晶于P42/mbc空间群。磁性研究表明这两个配合物的金属离子间均存在弱的反铁磁作用。其中配合物14具有较大的磁热效应,在低温磁制冷方面存在着潜在的应用价值。
【关键词】：羧酸配体 稀土配合物 手性 磁性 磁制冷
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O641.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-21
• 1.1 稀土配合物8-14
• 1.1.1 稀土配合物的简介8-9
• 1.1.2 稀土配合物的合成与结构9-11
• 1.1.3 稀土配合物的应用11-14
• 1.2 手性稀土羧酸配合物的研究14-16
• 1.2.1 手性及手性配合物14-15
• 1.2.2 手性稀土羧酸配合物15-16
• 1.3 稀土磁制冷配合物的研究16-19
• 1.3.1 具有较大磁热效应的 3d-GdIII配合物17-18
• 1.3.2 具有较大磁热效应的纯钆配合物18-19
• 1.4 论文的选题依据及研究内容19-21
• 1.4.1 选题依据及研究意义19-20
• 1.4.2 主要研究内容20-21
• 第二章 手性稀土羧酸配合物的合成与性质研究21-39
• 2.1 实验部分21-29
• 2.1.1 主要试剂与仪器21-23
• 2.1.2 配合物 1-12 的合成23-25
• 2.1.3 配合物的结构测定与性质表征25-29
• 2.2 结果与讨论29-38
• 2.2.1 配合物的结构分析29-31
• 2.2.2 配合物的紫外-可见光谱及圆二色光谱分析31-32
• 2.2.3 配合物的荧光分析32-35
• 2.2.4 配合物的磁性分析35-38
• 2.3 本章小结38-39
• 第三章 含钆磁制冷配合物的合成与性质研究39-49
• 3.1 实验部分40-42
• 3.1.1 主要试剂与仪器40
• 3.1.2 配合物 13、14 的合成40-41
• 3.1.3 配合物的结构测定与性质表征41-42
• 3.2 结果与讨论42-48
• 3.2.1 配合物的结构分析42-44
• 3.2.2 配合物的磁性分析44-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第四章 结论49-50
• 参考文献50-57
• 附录A 配合物的红外光谱图57-58
• 附录B 配合物的部分键长[?]和键角[°]58-67
• 致谢67-68
• 攻读学位期间的研究成果68-69

【共引文献】

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本文编号：322686