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基本信息

項目名稱：
線型橋連型雙吡唑碘化亞銅配位化合物的控制合成與發(fā)光性質(zhì)研究
小類：
能源化工
簡介：
本文主要利用合成的配體1,4-二（3-甲基-5-苯基吡唑）芐苯，通過不同的反應(yīng)條件，合成了兩種含不同碘銅簇為結(jié)構(gòu)單元的配位聚合物。晶體結(jié)構(gòu)表征和發(fā)光性質(zhì)研究表明，這兩種配合物中碘銅簇中碘和銅原子的數(shù)目對配合物的光致發(fā)光性質(zhì)有重要的影響。
詳細(xì)介紹：
吡唑配體在構(gòu)筑三核簇形成一維、二維結(jié)構(gòu)發(fā)展相對比較成熟，然而利用聯(lián)吡唑類的配體構(gòu)筑成三維結(jié)構(gòu)卻相對比較少。線性配體有一定的柔性和長度，這樣有利于形成比較大的孔洞和穿插。 基于這兩點的考慮，我們通過對銅簇發(fā)光性質(zhì)設(shè)計和合成了配體1,4-二（3-甲基-5-苯基吡唑）芐苯 通過碘和銅比例不同形成不同核數(shù)的碘化亞銅簇作為光致發(fā)光性質(zhì)研究載體，碘化亞銅簇的大小不同可以通過實驗條件來調(diào)控相應(yīng)配合物穿插的數(shù)目。用帶有不同位阻效應(yīng)的橋聯(lián)型雙吡唑配體將碘化亞銅簇連接出去形成具有不同發(fā)光性質(zhì)，結(jié)構(gòu)新穎的三維中性穿插結(jié)構(gòu)。通過實驗，我們成功地合成了配合物1與配合物2，并對其合成條件及結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)通過溫度，pH，比例和合成方法的不同，可以形成不同核數(shù)碘化亞銅簇，從而調(diào)控配合物不同數(shù)目的穿插，同時通過配體上取代基位阻效應(yīng)不同研究金屬簇配合物的發(fā)光性質(zhì)。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

晶體學(xué)研究是最近幾年的熱門，但還是沒能準(zhǔn)確解釋影響單晶生成的規(guī)律。本實驗通過改變反應(yīng)物比例，pH對晶體形態(tài)進(jìn)行調(diào)控，成功合成兩種晶體，并成功分離。能通過控制pH，反應(yīng)物比例控制合成晶體，對晶體學(xué)研究具有很大的參考價值。文章基 本思路：先介紹項目背景，包括研究狀況，碘銅簇發(fā)光機(jī)理的解釋和選題意義。接著介紹實驗部分，包括配體合成；晶體的合成，調(diào)控分離；表征。最后對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理討論。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

配體1,4-二(3-甲基-5-苯基吡唑)芐苯和CuI在溶劑熱條件下同時得到一個以Cu4I4簇為結(jié)構(gòu)單元的五重穿插的配合物1和以Cu8I8簇為結(jié)構(gòu)單元的四重穿插的配合物2。通過對反應(yīng)溫度和pH的調(diào)節(jié)，成功地分別得到了這兩種配合物的晶體，從而達(dá)到了通過反應(yīng)條件來調(diào)控了配合物結(jié)構(gòu)目的。通過對發(fā)光光譜的表征，研究了這兩種配合物的結(jié)構(gòu)與發(fā)光性質(zhì)間的關(guān)系，為探討物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)間的關(guān)系奠定了一定的基礎(chǔ)。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

通過用不同的反應(yīng)條件，成功地合成出兩種不同核數(shù)，且發(fā)光性質(zhì)不同的配合物，并探討了反應(yīng)條件對結(jié)構(gòu)的影響、配合物的結(jié)構(gòu)與發(fā)光性質(zhì)間的關(guān)系。 通過對比兩種不同核數(shù)的配合物的發(fā)光性質(zhì)，說明了銅簇中的金屬中心越多，則發(fā)射光譜會發(fā)生紅移。 本文章為研究具有關(guān)光致發(fā)光性質(zhì)的碘化亞銅簇配合物提供了一些借鑒的研究思路。

學(xué)術(shù)論文摘要

本文主要利用合成的配體1,4-二（3-甲基-5-苯基吡唑）芐苯，通過不同的反應(yīng)條件，合成了兩種含不同碘銅簇為結(jié)構(gòu)單元的配位聚合物。晶體結(jié)構(gòu)表征和發(fā)光性質(zhì)研究表明，這兩種配合物中碘銅簇中碘和銅原子的數(shù)目對配合物的光致發(fā)光性質(zhì)有重要的影響。

獲獎情況

2009年度理學(xué)院大學(xué)生課外科技立項項目科技立項一等獎 汕頭大學(xué)第七屆“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品大賽自然科學(xué)類論文一等獎

鑒定結(jié)果

該作品在探討和研究反應(yīng)條件對配合物的結(jié)構(gòu)的影響，配合物的結(jié)構(gòu)與光致發(fā)光性質(zhì)間的關(guān)系方面具有較為重要的意義，為研究合成-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)三者間的關(guān)系奠定了一定的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

無

同類課題研究水平概述

在d10金屬簇配合物中，因可能存在著親金屬作用而使配合物的結(jié)構(gòu)具有多樣性。反應(yīng)條件對配合物的結(jié)構(gòu)有著較大的影響。研究合成條件與物質(zhì)結(jié)構(gòu)間的關(guān)系是配位化學(xué)的一個重要內(nèi)容。如我校李丹教授分別報道了溫度對配合物結(jié)構(gòu)的影響，溫度較低(140oC)時得到了一種戒指狀的十二核硫銅簇配合物，而在較高溫度(160oC)下則得到了一種十二連接的高度對稱的配合物。 研究這類配合物的結(jié)構(gòu)與光致發(fā)光性質(zhì)一直是配位化學(xué)的一個研究熱點。我國香港大學(xué)的V. W. W. Yam（任詠華）院士對Au(I)、Cu(I)的相關(guān)配合物光致發(fā)光性質(zhì)作了比較深入的研究。Hardt、 Pierre和P. C. Ford對Cu4I4L4 配合物光致發(fā)光性質(zhì)不僅從實驗上而且還從理論上進(jìn)行了深入和全面的研究。 研究表明，當(dāng)配體L為飽和有機(jī)配體時配合物中只存在低能發(fā)射帶（最大發(fā)射峰在540nm到580nm間），歸結(jié)為簇為中心的電荷躍遷（Cluster-Centered Charge Transfer, CC）,而當(dāng)配體為不飽和有機(jī)配體時，在低溫下還存在一個高能級的發(fā)射帶（最大發(fā)射峰在420nm到480nm間），這可歸結(jié)為鹵素到配體的電荷躍遷（Halide-to-Ligands Charge Transfer, XLCT）。 因銅價格便宜，容易合成，化學(xué)界對銅簇的發(fā)光性質(zhì)研究較多。這類銅簇配合物的光致發(fā)光性質(zhì)與簇銅銅距離有很大的關(guān)系，銅銅距離越小于Cu-Cu范德華半徑之和2.8?，發(fā)射光譜越強(qiáng)，并且容易發(fā)生較大的紅移，此時將發(fā)光機(jī)制歸結(jié)為金屬到金屬中心的電荷轉(zhuǎn)移(MMCT）。MMCT由于銅銅距離有較大變化和金屬簇配合物構(gòu)型有較大的扭曲，從而降低其最高占有軌道和最低空軌道至之間的能級差，所以表現(xiàn)出較大的紅移現(xiàn)象
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