稀土芳香羧酸配合物的合成、晶体结构、热分解反应动力学的研究

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本文以芳香羧酸和1,10-邻菲啰啉(或2,2’-联吡啶)为配体,共合成了18种稀土三元配合物,并利用元素分析、摩尔电导、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱和TG-DTG等手段对各配合物进行了表征。(1)以4-乙基苯甲酸和邻菲啰啉为配体合成了6种稀土三元配合物,[Ln(4-EBA)3(phen)]2 (Ln=Nd(1), Sm(2), Eu (3), Tb(4), Dy(5)和Ho(6),4-EBA= 4-乙基苯甲酸根,phen=1,10-邻菲啰啉)。晶体结构测定结果表明,虽然每个配合物的配体完全相同,但却产生了三种不同的结构。配合物1-4是同结构的,两个Ln3+离子通过4个4-EBA配体桥联在一起,中心Ln3+离子的配位数为9,其配位环境为单帽四方反棱柱;在配合物5的分子结构中,两个Dy3+离子通过2个4-EBA配体桥联在一起,中心Dy3+离子的配位数为8,其配位环境为三角十二面体;配合物6的分子结构与配合物1-5的结构均不同,中心Ho3+离子的配位数为8,其配位环境为四方反棱柱。用TG-DTG和IR技术研究了配合物1-6的热分解过程,并通过NL-INT法和Ozawa迭代法计算了配合物1-6第一步热分解过程的活化能E。并对配合物3和4的荧光性质进行了研究。(2)以3,4-二甲基苯甲酸和邻菲啰啉为配体合成了5种稀土三元配合物, [Ln(3,4-DMBA)3phen]2 (Ln=Nd(1), Sm(2), Tb (3), Dy(4)和Ho(5),3,4-DMBA=3,4-二甲基苯甲酸根,phen=1,10-邻菲啰啉),并通过X-射线单晶衍射仪测定了配合物3和4的晶体结构。结果表明,配合物3和4是同结构的。每个Ln3+离子分别与4个3,4-DMBA配体中的6个氧原子和一个邻菲啰啉分子中的2个氮原子配位,配位数为八,其配位环境为四方反棱柱。用TG-DTG和IR技术研究了配合物1-5的热分解过程,并通过双等双步法确定了配合物1-4第一步热分解反应的机理函数。同时计算了配合物1-4第一步热分解反应动力学参数(活化能E和指前因子A)和热力学参数(ΔH,ΔG和ΔS)的值,并对配合物3的荧光性质进行了研究。(3)以2-乙氧基苯甲酸和邻菲啰啉为配体合成了5种稀土三元配合物, [Ln(2-EOBA)3phen]2 (Ln=Sm(1), Eu (2), Tb (3), Dy(4)和Ho(5),2-EOBA=2-乙氧基苯甲酸根,phen=1,10-邻菲啰啉)。用TG-DTG和IR技术研究了配合物1-5的热分解过程。通过Kissinger法计算了配合物1-5第一步热分解反应动力学参数(活化能E和指前因子A)的值,并得到了其速率方程。同时对配合物2和3的荧光性质进行了研究。(4)以苯甲酸(或2,4-二氯苯甲酸)为第一配体,2,2′-联吡啶(或邻菲啰啉)为第二配体,合成了2种钕三元配合物,[Nd(BA)3bipy]2和[Nd(2,4-DClBA)3phen]2,晶体结构测定结果表明,配合物[Nd(BA)3bipy]2属于单斜晶系,P2(1)/n空间群,Nd3+离子的配位数为8,其配位多面体为扭曲的三角十二面体。[Nd(2,4-DClBA)3phen]2属于三斜晶系,P-1空间群。Nd3+离子的配位数为9,其配位多面体为单帽四方反棱柱。用TG-DTG和IR技术研究了这两种配合物的热分解过程,并通过双等双步法确定了配合物[Nd(BA)3bipy]2第一步热分解反应的机理函数。同时计算了该配合物第一步热分解反应动力学参数(活化能E和指前因子A)和热力学参数(ΔH,ΔG和ΔS)的值。
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