稀土类多金属氧酸盐无机-有机杂化材料的水热合成与晶体结构和性能研究

摘要

无机-有机杂化材料是利用无机和有机组分的杂化，从而产生新的结构类型和功能特性。其中有机组分可选择性大且易修饰，多金属氧酸盐结构独特，可以与金属离子及有机配体一起通过配位键构成扩展的共价骨架，因而多金属氧酸盐已成为构造新型杂化材料的重要无机构筑块。多氧钨磷酸盐属于多金属氧酸盐中非常重要的一种，由于其丰富的结构化学及其在性能上的潜在应用而越来越受到关注。 向多金属氧酸盐骨架中引入稀土元素是近年来无机-有机杂化材料的又一研究热点。 本论文主要包括四个方面： 1.采用水热法成功合成出三个稀土多金属氧酸盐无机-有机杂化化合物 [Eu(PW<,11>O<,39>)(H<,2>O)<,2>](H<,2>bpy)<,2>·6.5H<,2>O (1)，[Gd(PW<,11>O<,39>)-(H<,2>O)<,3>](H<,2>bpy)<,2>·5.5H<,2>O(2)和[Tb(PW<,11>O<,39>)(H<,2>O)<,2>](H<,2>bpyl)<,2>·7H<,2>O(3)三个晶体是具有新型结构的材料。 2.对三个化合物进行重元素、轻元素分析和红外光谱分析。 3.选取尺寸大小合适的晶体(1)、(2)和(3)，在X-射线单晶衍射仪上293 K下收集衍射数据，计算采用SHELXTL-97程序包，得三晶体属于三斜晶系，空间群为P1。晶体(1)的晶胞参数为a=1.1 7842(5)nm，b=1.35452(4)nm，c=1.77943(9)nm，α=71.502(2)°，β=82.8584(14)°，γ=81.4192(6)°。晶体(2)的晶胞参数为a=1.17590(10)nm,b=1.35450(14)nm，c=1.7817(2)nm，α=71.390(2)°，β=83.000(3)°，γ=81.670(3)°。晶体(3)晶胞参数为a=1.16750(10)nm，b=1.34720(15)nm，c=1.7770(2)nm，α=71.3400(10)°，β=83.610(2)°，γ=82.090(2)°。 4.以395 nm波长的紫外光激发晶体(1)，荧光光谱数据显示位于550～650 nnl出现一组锐峰，化合物发红光。 5.对目标晶体做了一系列的条件实验，得到了合成这两个晶体的最佳反应条件，包括反应时间、温度、溶剂量、反应物计量比和pH值。

目录

文摘

英文文摘

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导言

第一章文献综述

1.1配位聚合物发展概况

1.1.1配位化学的研究概况

1.1.2配位聚合物的发展状况

1.1.3配位聚合物常用的合成方法

1.1.4配位聚合物及其研究意义

1.2稀土金属有机配合物的发展

1.2.1稀土金属有机配合物的发展历史

1.2.2稀土金属有机配合物研究现状

1.2.3稀土配位聚合物按照配体分类

1.3多金属氧酸盐概述

1.3.1多金属氧酸盐的发展历史

1.3.2有机组分在多金属氧酸盐无机-有机杂化材料中所起的作用

1.3.3以多金属氧酸盐为建筑单元的扩展结构的研究进展

1.4本课题的选题思想及依据

第二章研究方法和方案

2.1分子设计

2.1.1中心离子的选择

2.1.2反离子的选择

2.1.3配体(构件)的选择

2.2合成方法

2.2.1水热合成法

2.2.2水热合成方法的特点

第三章实验部分

3.1实验仪器及药品

3.1.1仪器

3.1.2药品

3.1.3实验操作

3.2稀土无机-有机杂化材料的合成

3.3产物晶体的化学组成测定

3.4产物晶体结构的测定

第四章结果与讨论

4.1合成晶体的结果与讨论

4.1.1[EU(PW11O39)(H2O)2](H2BP)2·6.5H2O晶体(1)的合成

4.1.2[GD(PW11O39)(H2O)3](H2BPY)2·5.5H2O晶体(2)的合成

4.1.3[TB(PW11O40)(H2O)z](H2BPY)Y·XH2O晶体(3)的合成

4.2反应条件的优选

4.2.1[EU(PW11O39)(H2O)2](H2BPY)2·6.5H2O体系

4.2.2[GD(PW11O39)(H2O)3](H2BPY)2·5.5H2O体系

第五章结论与展望

5.1主要结论

5.2展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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