多元锗硫功能化合物的合成及组装

摘要

锗硫属化合物具有独特的结构和优良的性质，它们不仅在离子交换、溶剂诱导变色、催化等方面有潜在的应用前景；在非线性光学，半导体、光电导体等光电性能方面也具有比较好的应用价值，因而逐渐成为研究的热点。
　　锗硫属化合物的基本构筑单元是四面体(MQ4)，其可以通过共用顶点或共用边的形式形成不同结构阴离子骨架，其中常见的是二聚体Ge2Q64-和四聚体Ge4Q104-两种，后者加入过渡金属离子可得到介孔硫化物，对应的平衡阳离子常常为质子化有机胺、季胺盐等。为了丰富其结构和性质，最近研究人员开始重视将过渡金属配位化合物引入其结构中。金属钒和铜的化合物因其灵活的配位方式和变化多样的化合价在传感器、能量存储和催化等方面均具有良好的应用。本文将V和Cu作为过渡金属分别引入锗硫属化合物体系中得到了具有新颖结构的超分子簇合物和微孔聚合物，并对其结构、性质进行了研究。主要包括以下内容：
　　一、将金属钒(V)引入到锗硫簇的结构中，在一定温度下得到了两种目标产物{[V(en)2]2O}Ge2S6(1)(en=ethylenediamine)和[VO(dap)2]2Ge2S6·dap(2)(dap=1,2-diaminopropane)。实验过程中除了选用不同的胺配体外，化合物1和化合物2采用了相同的溶剂热条件。研究发现：(1)尽管反应条件类似，最后所得两种产物完全不同，化合物1为常见1D结构，化合物2的晶体结构具有独特的超分子六角形纳米管的特征。(2)不同的硫-胺体系的还原能力不同。在强的还原乙二胺体系中V(V)被还原到V(III)，但在1,2-丙二胺弱还原体系却被还原为V(IV)。这是一个预料之外的结果：化合物1与2的价态和超分子结构的不同仅仅是因为胺类中一个分支上的甲基造成的。
　　二、将金属铜(Cu)和硫代钼酸根(MoS42-)或硫代钨酸根(WS42-)引入到锗硫簇的结构中，在一定温度下得到了两种目标产物[(CH3)4N]4[(Ge4S10)Cu4Mo2S8]·2DMF(3)和[(CH3)4N]4[(Ge4S10)Cu4W2O8]·2DMF(4)。化合物3是由[Ge4S10]4–簇和无机线型[S–Cu–MoS4–Cu–S]柱状物组成。其基本特征为(44)2D阴离子框架结构，两个穿插的2-D网状结构构成了一个不常见的3D无机MOF材料，这个结构具有沿c轴方向的通道。化合物3具有一定的Cs+交换能力和一定的光催化降解甲基橙的能力。

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第一章 绪 论

1.1主族元素微孔硫属化合物的概述

1.2锗硫属化合物的溶剂热合成与组装

1.2.1以[GeQ4]4-离子为基本结构的锗硫属化合物1．锗硫簇[GeQ4]4-与金属硫簇[ MQ4]4-结合

1.2.2以锗硫簇[Ge2Q6]4-离子为基本结构的锗硫属化合物

1.2.3以锗硫簇[Ge4Q10]4-离子为基本结构的锗硫属化合物

1.3 锗钒硫多元簇合物

1.4铜硫属多元簇合物

1.5本课题的选题意义和目的

1.5.1研究意义

1.5.2研究内容

参考文献

第二章 具有不同价态的锗钒硫化合物的合成及其超分子微孔结构

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1试剂和仪器

2.2.2 化合物合成

2.3结果与讨论

2.3.1 化合物的合成与表征

2.3.2 化合物的结构

2.3.3 硫胺反应体系

2.4结论

参考文献

第三章 [(CH3)4N]4[(Ge4S10)Cu4M2S8]·2DMF(M=Mo/W)的结构和性质

3.1 前言

3.2实验部分

3.2.1试剂和仪器

3.2.2 化合物合成

3.3 结果与讨论

3.3.1化合物的合成与表征

3.3.2 [(CH3)4N]4[(Ge4S10)Cu4Mo2S8]·2DMF (3) 的结构

3.3.3 [(CH3)4N]4[(Ge4S10)Cu4Mo2S8]·2DMF (3) 的性质研究

3.4 结论

参考文献

第四章 全文总结

4.1本论文总结

4.2 对未来工作的设想

硕士期间发表论文情况

致谢