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摘 要

随着科学技术以及工业化社会的发展，人类对于新能源物质的需求与日俱增。研发优质新能源物质和材料，使其运用到更广泛的领域，已成为当今各国必须解决的重大问题。

过渡金属—有机配合物（transition metal-organic complexes)是由过渡金属离子和有机配体通过配位键组装成的配位化合物。因其具有多种多样的结构形式和独特的催化活性、光学特性、磁学性质和生物学性质等，已受到人们的广泛关注，展现出了巨大的应用前景。

本论文选择水热合成的方法，以间苯二甲酸为第一配体，2,2-联吡啶为第二配体，与Zn(II)、Cu(II)金属离子分别配位，生成了配合物ZnL¹、CuL²。并通过单晶X射线结构分析确定了配合物的晶体结构，利用X射线粉末衍射、紫外光谱、红外光谱、荧光光谱、差热热重分析等对其进行了性质表征与研究。

关键词: 过渡金属 有机配合物 合成 表征

Synthesis and characterization of transition metal－organic complexes

ABSTRACT

With the development of science and technology as well as the industrial society, the demands of human for new energy materials are increasing with each passing day. The research and development of high-quality energy resources and materials which can be widely applied to the various fields, and it has become the major issues must be solved all over the world.

Transition metal-organic complexes is assembled by transition metal ions and organic ligands through coordinate bond. Because of its various structure and unique catalytic activity, optical properties, magnetic properties and biological properties and

so on, transition metal-organic complexes has received extensive attention of people, and shows great application prospect.

In this thesis, select the hydrothermal synthesis method,isophthalic acid as the first ligand, 2,2’-dipyridyl as the second ligand, coordinate with zinc (II) and Cu (II) metal ions respectively, synthesize the complexes ZnL¹ and CuL². At the same time, through the single crystal X-ray structure analysis to determine the crystal structure of complexes, using X-ray powder diffraction (PXRD), ultraviolet spectrum, infrared spectrum, fluorescence spectrum and thermogravimetric analysis to carry on the characterization and research on its properties.

Keywords: transition metal;organic complexes;synthesis;characterization

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 概述 1

1.2 过渡金属有机配合物的常见有机配体 1

1.2.1 β-二酮类配体 1

1.2.2 有机羧酸类配体 4

1.2.3 席夫碱类配体 6

1.3 过渡金属—有机配合物的合成方法 7

1.3.1 水热（溶剂热）反应法 7

1.3.2 常规溶液法 8

1.3.3 扩散法 9

1.3.4 模板合成法 9

1.3.5 固相合成法 10

1.3.6 电化学合成法 10

1.4 过渡金属—有机配合物的性能及应用 11

1.4.1 在发光材料中的应用 11

1.4.2 在磁性材料中的应用 11

1.4.3 在生物医药中的应用 11

1.4.4 在气体储藏中的应用 12

1.4.5 在样品前处理中的应用 12

1.5 本论文拟开展的工作 12

第二章 实验部分 13

2.1实验仪器和试剂 13

2.1.1实验仪器 13

2.1.2 实验试剂 13

2.2实验步骤 14
2.2.1 配合物ZnL¹的合成 14

2.2.2 配合物CuL²的合成 14

第三章 结果与讨论 16

3.1 配合物ZnL¹的结构表征与分析 16

3.1.1 ZnL¹的单晶结构 16

3.1.2 ZnL¹的X射线粉末衍射（PXRD） 18

3.1.3 ZnL¹的紫外光谱分析 18

3.1.4 ZnL¹的红外光谱分析 19

3.1.5 ZnL¹的荧光性质分析 20

3.1.6 ZnL¹ 的热稳定性分析 22

3.2 配合物CuL²的结构表征与分析 22

3.2.1 CuL²的紫外光谱分析 22

3.2.2 CuL²的红外光谱分析 23

3.2.3 CuL²的荧光性质分析 24

第四章 结论与展望 25

4.1结论 25

4.2展望 25

参考文献 26

致 谢 29

第一章 文献综述

1.1 概述

1893年，瑞士化学家维尔纳发表了一篇有关配位学说（配位化学理论）的论文，关于配位键、配位数以及配位化合物的概念得到了详细的叙述。这篇论文还仔细解释了什么是配合物的电导性质，什么是异构现象以及什么是磁学性质等等，为配位化学打下了基础。在这之后，配位化学的发展速度迅速，配位化合物的结构得到确定，促进了单晶衍射技术的发展，而由配合物的结构研究进一步延伸到了配合物的性质研究，特别是在发光材料、磁性材料和能源存储材料等方面有了很大的进展。

过渡元素又叫做过渡金属，是指元素周期表中从ШB族到VШ族的化学元素。一般来说，除去f区的镧系和锕系的内过渡元素，其他元素具体为钪(Sc)、钛 (Ti)、钒 (V)、铬 (Cr)、 锰 ( Mn)、铁 (Fe)、钴 (Co)、镍 (Ni)、铜 (Cu)、锌 (Zn)、钇(Y)、锆 (Zr)、铌 (Nb)、钼 ( Mo)、锝 (Tc)、钌 (Ru) 、铑 (Rh)、钯( Pd)、银 (Ag)、镉 (Cd)、铪 ( Hf)、钽 (Ta) 、钨 (W)、铼 (Re) 、锇 (Os)、 铱 (Ir)、铂 (Pt)、金 (Au)、汞 (Hg)。价电子依次充填在次外层的d轨道上是这些元素在原子结构上的共同特点。也正是由于空的d轨道的存在，过渡金属易与有机配体配位形成配合物。

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