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《武汉大学》 2004年
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新型环状多胺夹层化合物的设计、合成与性能

杨凯  
【摘要】:无机—有机杂化材料正在成为材料领域中一个新兴的极富生命力的研究方向。夹层化合物通过无机主体和有机(或无机)客体的相互作用,在一定程度上表现出物理及化学性质上的可调控性,在催化、光、电、磁等众多领域表现出良好的性能及应用前景,代表了一种设计并合成此类材料的新思路。其中以层状过渡金属硫代亚磷酸盐作为主体的夹层化合物由于在磁性材料方面的特殊性质已经引起了科学家的兴趣,成为夹层化学中一个重要研究课题。在这个课题中,当前还有一些极富挑战性的课题有待于进一步得到解决,比如如何合成出具有更高磁转变温度的夹层化合物,能否制备出具有复合功能尤其是兼具导电性和磁性的夹层化合物等。本论文围绕这些关键性的前沿课题进行了一些有益的尝试和探索。鉴于环状多胺对于过渡金属离子具有良好的配位作用,结构多变,性能丰富,本论文选择了不同类型的环状多胺及其金属配合物为客体,设计、合成和鉴定了十余种夹层化合物,详细研究了这些化合物的导电性和磁性,并首次通过有机—无机夹层的方法得到了导电分子磁体。现将本论文各章的内容和主要结论简述如下: 本论文第二章至第五章研究不同类型的环状多胺及其金属配合物作为客体与硫代亚磷酸锰(MnPS_3)或含铜硫代亚磷酸锰(Mn_xCu_yP_zS_3)作为主体所形成的新型夹层化合物的合成、结构鉴定及其电、磁性质,并对某些夹层反应机理进行了探讨。论文第六章研究了二氧大环多胺和手性大环多胺插入α-磷酸锆中所形成的夹层化合物的合成、结构鉴定及其性质。本论文共合成了19个新化合物,包括13个层状硫代亚磷酸锰的夹层化合物,3个含铜硫代亚磷酸锰的夹层化合物和3个α-磷酸锆的夹层化合物。 第一章回顾了夹层化学的研究历史,对夹层化合物的合成、性能、研究进展及应用前景进行了综述,重点介绍了过渡金属硫代亚磷酸盐及其夹层化合物,以及有机大环—无机夹层化合物,在此基础上提出了本论文工作的设计思想和研究内容。 第二章采用直接插入的方法将两个大环四胺dioxo[13]aneN_4和cyclam及其Cu~(2+)离子配合物与MnPS_3反应,合成了四个新的夹层化合物。由X—射线粉末衍射分析得出了夹层化合物的层间距扩大值,结合客体自身的尺寸确定客体在层间采取四个氮原子以及铜离子组成的平面平行于主体层的方式排列。对夹层化合物Mn_(0.84)PS_3(dioxo[13]aneN_4)_(0.32)和Mn_(0.82)PS_3(cyclam)_(0.18)的滤液进行了紫外—可见吸收光谱的测试,表明在反应滤液中存在Mn~(2+)离子与大环的配合物,说明在反应过程中有Mn~(2+)离子从层内进入溶液中。导电性测试表明夹层物Mn_(0.84)PS_3(Cu-dioxo[13]aneN_4)_(0.16)的粉末压片室温电导率值达到了约1.4×10~(-9)S/cm,其余三个夹层物的电导率,均小于10~(-10)S/cm。用SQUID法测定了四个夹
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O621.3

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【参考文献】
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