学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

Salen型金属配合物及稀土纳米氧化物的制备、表征与工艺技术研究

作　者: 史军妍
导　师: 董文魁
学　校: 兰州交通大学
专　业: 化学工艺
关键词: Salen型配体 过渡金属配合物 纳米 稀土氧化物 制备 表征 工艺
分类号: O641.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 129次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


Salen及其衍生物是一类非常重要的含氮配体，是由醛或酮的羰基和伯胺、肼及其衍生物的-NH2基团缩合而得。由于Salen在合成上具有很大的灵活性，与金属离子有很好的配位作用，同时Salen类化合物具有一定的药理学和生理学活性，使得Salen及其配合物的研究具有重要的意义。多年来，对这类化合物的研究成为配位化学领域的热点。研究金属离子和Salen配体之间的相互作用，对于深入考察其生理、药理活性的作用机理、构造、稳定性等方面有着十分重要的作用。对于具有多个顺磁中心的多核配合物的设计、合成、磁性及生物活性的研究，不仅对阐明生物体中的电子转移和金属酶活性中心的本质有重要意义，而且还可以为建立磁性与结构间的关系以及新型分子磁性材料的设计提供理论依据。水杨醛类双Salen衍生物是具有较大共轭体系的四齿含氮配体，此类配体对过渡金属离子具有较强的配位能力而被用于过渡金属配合物的合成，进而研究其光、电、磁、催化、生物化学等特性，有望在催化、生物活性及功能材料等领域产生较好的应用前景。因此，合成新型的Salen配体及其配合物，研究它们的性质及应用，对配位化学的发展有重要意义。本论文中，我们利用了三种二胺（1,2-二胺氧乙烷、1，3-二胺氧丙烷和1,4-二胺氧丁烷），分别与5-氯水杨醛反应首先合成了三种新型的Salen型配体，它们分别是：1，2-二胺氧乙烷双缩5-氯水杨醛（H2L1）、1，3-二胺氧丙烷双缩5-氯水杨醛（H2L2）、1,4-二胺氧丁烷双缩5-氯水杨醛（H2L3）。然后利用这些新型的Salen型配体分别与过渡金属的乙酸盐反应，制备出了它们的配合物，并通过元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱、差热-热重分析及溶解性和X-射线单晶衍射等分析测试手段对配体及其配合物进行了性质和结构表征。进一步通过自然挥发溶剂法或气相扩散法，培养出8个单晶体（3个配体和5个配合物），它们分别是：H2L1配体，H2L2配体，H2L3配体，H2L1-乙酸铜配合物，H2L1-乙酸钴配合物，H2L2-乙酸钴（甲醇、乙醇分别配位）配合物和H2L2-乙酸镍配合物；并利用X-射线单晶结构测定等手段确定了它们的化学组成及空间结构。稀土氧化物是稀土化合物中重要的一类，可作为一种高新技术材料，用作发光材料、紫外吸收材料、玻璃抛光剂、催化剂和电子陶瓷等。将其纳米化而得到的稀土纳米氧化物，表现出更加新颖的性质，且应用广泛。运用固相反应法和溶液燃烧法，对一系列稀土氧化物纳米粉体的制备工艺进行了系统的研究，并利用热分析（TG-DTA）、透射电子电镜（TEM）、X-射线粉末衍射（XRD）等实验分析手段对所制样品的形貌、粒径和物相进行了表征。通过对两种制备方法进行实验工艺、经济条件等方面的对比研究，得出了在放大中试阶段较为可行的工艺技术参数。固相反应法制备纳米CeO2，La2O3，Nd2O3：在适当的工艺条件下，以稀土甲酸盐为前驱体，采用热分解法制备了稀土纳米氧化物。其工艺参数是：n（氧化铈）：n（甲酸）=1：3．5；碳酸铈与分散剂A的质量比（200：1）；烘干温度为90℃；烘干时间为2h；粉体在525℃锻烧时间为30 min，可制得粒径小于15 nm CeO2纳米晶。热分析实验表明，Ce（COOH）3转变为CeO2的过程是一步完成的，在280℃附近发生Ce（COOH）3向CeO2的完全转变。溶液燃烧法制备纳米Sm2O3，Eu2O3和Y2O3：将一定量的稀土硝酸盐与甘氨酸（物质的量比为1：1）混入坩锅中，加入一定量的水，得反应混合液。放入预热至一定炉温（100℃）的马弗炉中保持10 min，按一定的升温方案逐渐加热至520℃-750℃，停留半小时至反应完全，即得目标产物。如钇的X射线衍射分析表明，250℃以下锻烧所得的样品晶形不完整；锻烧温度高于350℃生成纳米多晶。直到520℃得到晶形较好的纳米晶。透射电镜分析表明，在上述工艺条件下制备的稀土氧化物纳米粉体尺寸均匀，呈球形。通过X-射线衍射实验计算所得晶粒尺寸与电镜测量值基本吻合。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-13
一、氯代Salen型配体及其钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)、铜(Ⅱ)配合物的合成、表征与晶体结构研究  13-64
  前言  13-21
    1.1 Salen金属配合物的研究进展  15-17
    1.2 展望  17
    1.3 选题目的及意义  17-18
    1.4 本论文研究内容和方法  18-19
      1.4.1 研究内容  18
      1.4.2 研究方法  18-19
    1.5 本论文解决的问题  19-21
  2 1,2-二胺氧乙烷双缩5-氯水杨醛及其铜(Ⅱ)、镍(Ⅱ)配合物的合成、表征及晶体结构  21-36
    2.1 实验部分  21-23
      2.1.1 试剂  21
      2.1.2 仪器及分析方法  21
      2.1.3 1,2-二胺氧乙烷双缩5-氯水杨醛(H_2L~1)的合成及单晶培养  21-22
      2.1.4 H_2L~1-乙酸铜(Ⅱ)配合物的合成及单晶培养  22
      2.1.5 H_2L~1-乙酸钴(Ⅱ)配合物的合成及单晶培养  22
      2.1.6 X-射线晶体测定  22-23
    2.2 结果与讨论  23-34
      2.2.1 溶解性试验结果  23-24
      2.2.2 元素分析结果  24
      2.2.3 核磁共振氢谱分析  24-25
      2.2.4 红外光谱分析  25-27
      2.2.5 H_2L~1配体的晶体结构  27-29
      2.2.6 H_2L~1-乙酸铜(Ⅱ)配合物的晶体结构  29-31
      2.2.7 H_2L~1-乙酸钴(Ⅱ)配合物的晶体结构  31-34
    2.3 小结  34-36
  3 1,3-二胺氧丙烷双缩5-氯水杨醛及其镍(Ⅱ)、钴(Ⅱ)配合物的合成、表征及晶体结构  36-54
    3.1 实验部分  36-39
      3.1.1 试剂  36
      3.1.2 仪器及分析方法  36
      3.1.3 1,3-二胺氧丙烷双缩5-氯水杨醛(H_2L~2)的合成及单晶培养  36-37
      3.1.4 H_2L~2-乙酸镍(Ⅱ)配合物的合成及单晶培养  37
      3.1.5 H_2L~2-乙酸钴(Ⅱ)配合物的合成及单晶培养  37
      3.1.6 X-射线晶体测定  37-39
    3.2 结果与讨论  39-53
      3.2.1 元素分析  39-40
      3.2.2 红外光谱分析  40-41
      3.2.3 核磁共振氢谱分析  41-42
      3.2.4 溶解性试验结果  42-43
      3.2.5 H_2L~2配体的晶体结构  43-45
      3.2.6 H_2L~2-乙酸镍(Ⅱ)配合物的晶体结构  45-47
      3.2.7 H_2L~2-乙酸钴(Ⅱ)({[CoL~2(C_2H_5OH)]_2(OAc)_2Co)·2C_2H_5OH)配合物的晶体结构  47-50
      3.2.8 H_2L~2-乙酸钴(Ⅱ)({[CoL~2(CH_3OH)]_2(OAc)_2Co}·2CH_3OH)配合物的晶体结构  50-53
    3.3 小结  53-54
  4 1,4-二胺氧丁烷双缩5-氯水杨醛的合成、表征及晶体结构  54-61
    4.1 实验部分  54-55
      4.1.1 试剂  54
      4.1.2 仪器及分析方法  54
      4.1.3 1,4-二胺氧丁烷双缩5-氯水杨醛(H_2L~3)的合成及单晶培养  54
      4.1.4 X-射线晶体测定  54-55
    4.2 结果与讨论  55-60
      4.2.1 元素分析  55-56
      4.2.2 红外光谱分析  56-57
      4.2.3 核磁共振氢谱分析  57-58
      4.2.4 溶解性试验结果  58
      4.2.5 H_2L~3配体的晶体结构  58-60
    4.3 小结  60-61
  参考文献  61-64
二、纳米稀土氧化物的制备、表征及工艺技术研究  64-113
  前言  64-78
    1.1 课题的背景  64-65
    1.2 稀土纳米氧化物的发展概况  65-66
    1.3 纳米微粒的基本理论及物理特性  66-67
      1.3.1 纳米微粒的基本理论  66
      1.3.2 内米微粒的物理特性  66-67
    1.4 纳米粉体制各技术  67-75
      1.4.1 物理方法  68-71
      1.4.2 液相法  71-73
      1.4.3 固相法  73-74
      1.4.4 气相法  74
      1.4.5 有机配合物前驱体法  74-75
    1.5 纳米稀土氧化物的应用  75-76
      1.5.1 功能材料领域  75
      1.5.2 催化领域  75-76
      1.5.3 其它  76
    1.6 研究内容和方法  76-77
      1.6.1 研究内容  76
      1.6.2 研究方法  76-77
    1.7 解决的问题  77
    1.8 研究意义  77
    1.9 编写说明  77-78
  2.纳米La_2O_3、Nd_2O_3和CeO_2的固相反应法制备及其表征  78-91
    2.1 实验仪器及试剂  78-79
    2.2 固相反应法制备纳米La_2O_3、Nd_2O_3和CeO_2  79-80
      2.2.1 研究内容  79
      2.2.2 实验方案  79-80
    2.3 结果与讨论  80-90
      2.3.1 热分析  80-81
      2.3.2 X射线衍射分析  81-85
      2.3.3 透射电镜分析  85-90
    2.4 小结  90-91
  3 纳米Sm_2O_3,Eu_2O_3和Y_2O_3的溶液燃烧法制备及表征  91-104
    3.1 实验仪器及试剂  91-92
    3.2 溶液燃烧法制备纳米Sm_2O_3,Eu_2O_3和Y_2O_3  92-93
      3.2.1 研究内容  92
      3.2.2 实验方案  92-93
    3.3 结果与讨论  93-103
      3.3.1 硝酸溶解RE_2O_3(RE=Sm,Eu,Y)  93
      3.3.2 X-射线衍射分析  93-97
      3.3.3 透射电镜分析  97-102
      3.3.4 产物的红外光谱  102-103
    3.4 小结  103-104
  4 稀土纳米CeO_2的放大试验研究  104-110
    4.1 固相法制备纳米CeO_2  104-107
      4.1.1 X射线粉末衍射(XRD)实验结果分析  104-107
    4.2 溶液燃烧法制备纳米CeO_2  107-109
      4.2.1 X射线粉末衍射(XRD)实验结果分析  107-109
    4.3 产品的纯度测定  109
    4.4 小结  109-110
  5.纳米二氧化铈制备工艺的经济分析  110-112
    5.1 工艺流程及参数  110
      5.1.1 固相法制纳米二氧化铈的流程工艺  110
      5.1.2 溶液燃烧法制纳米二氧化铈的流程工艺  110
    5.2 经济分析  110-112
  6.总结  112-113
参考文献  113-115
致谢  115-116
攻读学位期间的研究成果  116-118

相似论文

  1. PBO/SWNT复合纤维的制备及结构与性能研究,TQ340.64
  2. TZ3Y20A-SrSO4陶瓷基复合材料的制备及摩擦学性能,TB332
  3. 溶胶—凝胶AAO模板法制备ITO准一维纳米结构,TB383.1
  4. Bi3.25La0.75Ti3O12（BLT）纳米管/线的合成工艺研究,TB383.1
  5. 混粉电火花成型机主机系统及工艺试验的研究,TG661
  6. 纳米稀土硬质合金YG11R的成分与工艺优化及磨损研究,TG135.5
  7. 曲拉精制干酪素褐变因素及工艺优化研究,TS252.5
  8. 新课程下中小学数学教学衔接与问题表征的研究,G633.6
  9. 面向火箭发动机的数字化装配工艺系统研究与开发,TP391.7
  10. 五氧化二磷与复合氨化缩合剂制备聚磷酸铵,TQ314.248
  11. 泽泻和土茯苓的提取工艺与降血尿酸作用研究,R284
  12. 非诺贝特纳米混悬剂的制备及其生物利用度评价,R944
  13. 基于电穿孔技术的活细胞表面增强拉曼光谱研究,R318.51
  14. 可磁分离的TiO2基光催化纳米纤维的制备研究,TB383.1
  15. Fe，V共掺杂TiO2催化剂的合成、表征及其性能研究,O614.411
  16. 江蓠残渣高活性膳食纤维和羧甲基纤维素钠的制备及性能研究,TS254.9
  17. 山野菜石参营养成分与品质分析,S647
  18. 静电纺丝法制备TiO2及其光催化行为的研究,O614.411
  19. 多壁碳纳米管负载Au@Pt、Au@Pd核壳结构催化剂的制备及电化学性能研究,O643.36
  20. 再生混凝土多孔砖用骨料及配合比试验研究,TU528
  21. 型染纹样的研究及应用设计,TS193

中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 结构化学 > 络合物化学（配位化学）
© 2012 www.xueweilunwen.com