基于多金属氧酸盐与二茂铁类的电荷转移盐的合成及性质研究

摘要

多金属氧酸盐(POMs)是一种结构和性质上具有显著特点的金属一氧簇化合物，在催化、导体、非线性光学材料及液晶领域等有广泛的应用。POMs是一类优秀的电子接受体，与许多具有给电子能力的有机体通过共结晶形成的电荷转移杂化材料成为近年来人们所关注的研究热点之一。本文选择具有良好给电子能力的二茂铁及其衍生物与多金属氧酸盐反应，离析出了6个新型电荷转移盐。 二茂铁为电子给体的电荷转移盐： [Fe(Cp)2]4H[GeMo12O40]·CH3CN·H2O(1)CpFeCpCH2N(CH3)3Ⅰ为电子给体的电荷转移盐： [CpFeCpCH2N(CH3)3]4[PMo12O40]·CH3CN(2)[CpFeCpCH2N(CH3)3]4[GeMo12O40](3)[CpFeCpCH2N(CH3)3]4[SiMo12O40](4)CpFeCpCH2PyCl为电子给体的电荷转移盐： [CpFeCpCH2Py]2Mo6O19(5)[CpFeCpCH2Py]2W6O19(6)对上述新化合物进行了IR、UV—vis光谱和固态漫反射光谱、元素分析和X—射线单晶衍射测试，确定了它们的组成和结构，并进一步研究它们的电化学、EPR和荧光性质。 X—射线结构显示在化合物(1)—(6)中，二茂铁类电子给体之间，多金属氧酸盐阴离子之间，以及二茂铁类电子给体与多金属氧酸盐阴离子之间都存在着复杂的相互作用。化合物(1)—(6)在浓溶液和固态中均产生明显的电荷转移吸收带，这种电荷转移吸收光谱与二茂铁类电子给体和多金属氧酸盐阴离子之间的相互作用有着密切的关系。在固态或浓溶液中离子间的距离较近，相互作用比较明显，观察到的电荷转移吸收光谱较强；而在稀溶液中，化合物完全离解，相互作用很弱，几乎观察不到相应的电荷转移吸收光谱。二茂铁及其衍生物与不同的多金属氧酸盐阴离子形成组成和结构各异的化合物，它们的荧光性质显著不同(增强，减弱，甚至完全淬灭)。化合物的低温顺磁共振光谱中出现了MoⅤ信号，进一步证实在二茂铁及其衍生物与多金属氧酸盐阴离子之间发生了电荷转移。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1多金属氧酸盐概述

1.1.1多金属氧酸盐的定义

1.1.2多金属氧酸盐的特性

1.2电荷转移理论及电荷转移盐的定义

1.2.1电荷转移理论(charge-transfer theory)简介

1.2.2电荷转移盐的定义

1.3多金属氧酸盐与二茂铁类形成电荷转移盐的研究概况

1.3.1二茂铁与POM形成电荷转移盐的研究

1.3.2十甲基二茂铁与POM形成电荷转移盐的研究

1.3.3二茂铁甲基季铵根离子与POM形成电荷转移盐的研究

1.4选题思想

1.5仪器与试剂

第二章 以二茂铁为电子给体的电荷转移盐的合成、结构及性质研究

2.1电荷转移盐[Fe(Cp)2]4H[GeMO12O40]·CH3CN·H20(1)的合成、结构及性质表征

2.1.1合成

2.1.2晶体结构

2.1.3红外光谱

2.1.4紫外光谱与固态漫反射光谱

2.1.5荧光光谱

2.1.6循环伏安

2.1.7顺磁共振光谱

2.2本章小结

第三章 以二茂铁衍生物CpFeCpCH2N(CH3)3I为电子给体的电荷转移盐的合成、结构及性质研究

3.1制备二茂铁衍生物—(二茂铁甲基)三甲基碘化铵

3.2电荷转移盐[CpFeCpCH2N(CH3)3]4[PMo12O40]·CH3CN(2)的合成、结构及性质表征

3.2.1合成

3.2.2晶体结构

3.2.3红外光谱

3.2.4紫外光谱与固态漫反射光谱

3.2.5荧光光谱

3.2.6循环伏安

3.2.7顺磁共振光谱

3.3电荷转移盐[CpFeCpCH2N(CH3)3]4[GeMo12O40](3)的合成、结构及性质表征

3.3.1合成

3.3.2晶体结构

3.3.3红外光谱

3.3.4紫外光谱与固态漫反射光谱

3.3.5荧光光谱

3.3.6循环伏安

3.3.7顺磁共振光谱

3.4电荷转移盐[CpFeCpCH2N(CH3)3]4[SiMo12O40](4)的合成、结构及性质表征

3.4.1合成

3.4.2晶体结构

3.4.3红外光谱

3.4.4紫外光谱与固态漫反射光谱

3.4.5循环伏安

3.5本章小结

第四章 以二茂铁衍生物CpFeCpCH2PyCl为电子给体的电荷转移盐的合成、结构及性质研究

4.1制备二茂铁衍生物—二茂铁甲基吡啶盐

4.2电荷转移盐[CpFeCpCH2Py]2Mo6O19(5)的合成、结构及性质表征

4.2.1合成

4.2.2晶体结构

4.2.3核磁共振氢谱

4.2.4红外光谱

4.2.5紫外光谱与固态漫反射光谱

4.2.6荧光光谱

4.3电荷转移盐[CpFeCpCH2Py]2W6O19(6)的合成、结构及性质表征

4.3.1合成

4.3.2晶体结构

4.3.3红外光谱

4.3.4紫外光谱与固态漫反射光谱

4.3.5荧光光谱

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢