基于羧酸类配体的过渡金属配合物的合成、结构及质子传导研究

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1、分类号：密级：__________________UDC：编号：__________________河北工业大学硕士学位论文基于羧酸类配体的过渡金属配合物的合成、结构及质子传导研究论文作者：赵志超学生类别：全日制学科门类：理学学科专业：无机化学指导教师：王振平职称：教授DissertationSubmittedtoHeibeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofInorganicChemistryTHESYNTHESIS,STRUCTUREANDPROTONCONDUCTIVITYOFTRANSI

2、TIONMETALCOMPLEXESBASEDONCARBOXYLICACIDLIGANDSByZhaoZhichaoSupervisor：Prof.WangZhenping2017摘要基于羧酸类配体的过渡金属配合物在配位化学中占有十分重要的地位，其在气体存储、传感器、磁性、气体吸附与分离等领域都有相当广泛的应用，但在质子传导方面研究还相对较少。本文选用H3PDC（3,5-二羧基吡唑），甲酸根，5-Aipa（5-氨基间苯二酸）和5-Hipa（5-羟基间苯二酸）等配体，合成了9例过渡金属配合物，并且对它们进行了X射线单晶衍射分析，并对其中部分配合

3、物进行了热稳定性、磁性、质子传导等性质研究，具体内容如下：1.以H3PDC为配体，利用溶剂热合成法设计合成了以Ni(II)，Mn(II)，Cu(II)为中心离子的三例过渡金属配合物：[Ni(OH)(HPDC)(H2O)]n(1)，[Mn(HPDC)(H2O)2]n(2)，[Cu2(HPDC)2(H2O)2]3·9H2O·2CH3CN(3)。X射线单晶衍射分析表明配合物1和2均为一维链结构，而且链与链间通过氢键连接形成二维结构。配合物3为双核结构。对三例配合物进行了元素分析以及热重分析。对配合物1和2进行了磁性测试，配合物1表现出弱的反铁磁相互作

4、用，配合物2表现出强的反铁磁相互作用。对三例配合物均进行了交流阻抗测试，配合物1最高质子传导率为1.44×10-3S/cm，配合物2最高质子传导率为3.88×10-3S/cm，配合物3的最高质子传导率为1.42×10-3S/cm。2.以不同酰胺类为溶剂，采用溶剂热法设计合成了以Zn(II)，Co(II)为中心离子的三例过渡金属配合物：[Zn2(HCOO)4(H2O)]n·5nH2O(4)，[Co(HCOO)2(4,4’-Bipy)]n(5)，(CH3NH3)[Co(HCOO)3]n(6)。X射线单晶衍射分析表明配合物4、5、6均为三维多孔结构。

5、对三例配合物进行了元素及热重分析，并对配合物4和6进行了交流阻抗测试，测试结果表明配合物4的最高质子传导率达到1.42×10-2S/cm，配合物6的最高质子传导率达到7.27×10-3S/cm。3.分别以5-Aipa（5-氨基间苯二酸）和5-Hipa（5-羟基间苯二酸）为配体，使用溶剂热合成法设计合成了以Mn(II)和Zn(II)为中心离子的三例过渡金属配合物：[Zn(5-Aipa)(H2O)]n(7)，[Mn(5-Aipa)(H2O)]n·2nH2O(8)，[Zn(2,2’-Bipy)(5-Hipa)]n(9)。X射线单晶衍射分析表明配合物7

6、和8均为二维多孔结构；配合物9为一维链结构，而相邻链间通过π…π堆积作用形成二维结构。对配合物7和8进行了元素及热重分析，并对配合物8进行了交流阻抗测试，测试结果表明配合物8的最高质子传导率达到1.76×10-3S/cm。关键词：配位聚合物，晶体结构，磁性，质子传导IAbstractTransitionmetalcomplexesbasedonthecarboxylicacidligandsoccupyaveryimportantpositionincoordinationchemistry,andtheyhavebeenwidelyusedi

7、ngasstorage,sensors,magneticmaterials,gasadsorptionandseparation,etc.However,thestudyofthesecomplexesinprotonconductionisrarelyreported.Inthispaper,bychosingH3PDC(3,5-pyrazoledicarboxylicacid),formate5-Aipa(5-Aminoisophthalicacid)and5-Hipa(5-Hydroxyisophthalicacid)asligands,

8、ninecoordinationpolymershavebeenobtained.Theirmagneticpropertiesandprotonco