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功能性双乙烯基吡啶配合物的设计、合成及其光学性质研究

张瑞龙  
【摘要】: 光学材料和生活息息相关,近年来一直处于研究的前沿,其主要研究领域包括无机发光材料、有机发光材料和配位化合物发光材料。本论文设计合成了具有良好光学性质的有机配体;与二羧酸依靠分子间弱作用力形成聚合物纳米颗粒;与过渡金属离子配位,得到了结构新颖的配位聚合物。主要研究内容如下: 1.综述了配位化合物光学材料的研究现状,提出了本论文的设计思想。 2.设计合成了一种新型的双乙烯基吡啶配体(L),并通过红外、元素分析、核磁和质谱进行了表征,得到了两种同质异构的单晶结构L-S1和L-S2。其中构型L-S1的晶体属于四方晶系,I4/a空间群,但是L-S2晶体属于三斜晶系,P1空间群。通过π-π作用,得到了一种L没有参与配位的复合物Zn2(phen)6L(ClO4)4的单晶,该晶体属于三斜晶系,P1空间群。光学性质研究表明,即使是同一种分子,分子间作用力不同,构型不同,其光学性质也不同。 3.制备了配体L的纳米晶,对其形貌、生长过程、光学性质以及构效关系进行了研究,证明L的纳米晶为J-聚集体。将配体L与二羧酸反应制备了一系列具有一维纳米结构的聚合物,对纳米颗粒的形貌、光学性质进行了研究。本文以草酸和配体L形成的纳米聚合物(B)为例,探讨了纳米颗粒的形成机理。XRD和选取电子衍射结果表明,B可能是以多晶形成存在的,光谱学数据说明聚合物分子之间的堆积不是通过π-π相互作用,可能是分子间氢键作用。 4.将配体L和d10结构的过渡金属组装,得到了一系列配位聚合物,通过红外光谱、元素分析和单晶X-射线衍射进行表征,并对其固体光致发光性质与晶体结构的关系进行了研究。制备两种形貌不同的配合物纳米颗粒,从金属离子的半径大小和分子间作用力解释了纳米颗粒形貌不同的原因。 以上结果表明,所制备的配合物和纳米颗粒具有良好的光学性质,表明它们在光学材料方面有着潜在的应用前景。


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