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4f/5f分子框架材料:设计、合成、结构及光催化性能研究

徐雪婷

4f/5f分子框架材料:设计、合成、结构及光催化性能研究

徐雪婷1
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  • 1. 辽宁师范大学
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摘要

由于铀酰配合物和稀土配合物独特的结构特点和性质,以及其在光电等领域的应用前景,我们设计合成出6个功能铀酰配合物和4个新型稀土配合物。铀酰配合物以UO2(CH3CO2)2·2H2O为金属源,以组氨酸、氨基乙酸、2,2'-联吡啶、5-磺基水杨酸、草酸、苯磺酸和己二酸为配体合成。稀土配合物以稀土硝酸盐为金属源,以2,6-二-[3-(5-甲基-1-氢-吡唑基)]吡啶(L11)、己二酸、对苯二甲酸和丁二酸为配体合成。通过X-Ray单晶衍射测定配合物的结构,并且对配合物进行了元素分析、光谱测试和热稳定性分析。铀酰配合物中铀存在五角双锥和六角双锥两种几何构型,配合物1和6通过共价键连接形成一维链状结构,配合物2和5通过共价键连接形成二维层状结构,而配合物3和4为分立的结构。在氢键的作用下,稀土配合物7-9分别形成3D、3D和2D超分子结构,而配合物10通过共价键连接形成三维网络结构。铀酰配合物和铕配合物均表现出良好的荧光特性,可能作为潜在的发光材料。 研究了在可见光和紫外光照射下不同结构的铀酰配合物对亚甲基蓝溶液降解催化活性的影响,从而发现以氨基酸为配体的配合物1和2在两种光源下均存在较好的催化活性,将配合物的结构、含铀量与其催化活性联系起来,我们发现配合物中含铀量越高,其催化活性越好,同时含有N和O的有机配体的配合物催化活性明显高于只含有N或者只含有O配体的配合物。此外,金属铀的配位数增加,配合物的催化活性降低。这些配合物的成功合成和光催化活性的研究为我们组今后设计合成新型的配合物提供了新的思路,而且为配合物在光电、催化、材料等方面的研究奠定了基础。 (UO2)2(μ2-OH)(μ3-OH)(his)(CH3CO2)(1) [(UO2)2(μ2-OH)(μ3-OH)2(gly)]·1.5H2O(2) UO2(CH3CO2)(μ2-OH)(2,2'-bipy)(3) UO2(CH3CO2)2(2,2'-bipy)(4) (UO2)2(C2O4)(μ2-OH)2(H2O)2·H2O(5) UO2(C6H8O4)(H2O)2(6) [Nd(L11)(CH3CO2)(C6H8O4)0.5(C6H9O4)(H2O)]·H2O(7) [Eu(L11)(CH3CO2)(C6H8O4)0.5(C6H9O4)(H2O)]·H2O(8) [Pr(CH3CO2)(L11)2(H2O)2]·2NO3·3H2O(9) Dy(suc)0.5(BDC)(10) 注:his=组氨酸;gly=氨基乙酸;2,2'-bipy=2,2'-联吡啶;L11=2,6-二-[3-(5-甲基-1-氢-吡唑基)]吡啶;H2suc=丁二酸;H2BDC=1,4-对苯二甲酸。

关键词

发光材料/铀酰配合物/制备工艺/晶体结构/光催化性能/荧光特性

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授予学位

硕士

学科专业

无机化学

导师

邢永恒

学位年度

2015

学位授予单位

辽宁师范大学

语种

中文

中图分类号

TB
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