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【6h】

基于三嗪吡唑家族配合物的分子设计、合成、结构及光催化活性

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摘要

1 绪论

1.1 引言

1.2 光催化技术

1.2.1 光催化原理

1.2.2 光催化剂催化活性的主要影响因素

1.2.3 半导体光催化剂性能的改进技术

1.2.4 光催化技术的发展趋势和前景展望

1.3 三嗪吡唑类化合物

1.3.1 三嗪吡唑类化合物简介

1.3.2 三嗪吡唑类化合物的合成

1.3.3 三嗪吡唑类化合物的应用

1.4 选题依据和研究成果

1.4.1 选题依据

1.4.2 研究成果

2 实验试剂、仪器及表征方法

2.1 实验试剂

2.2 实验仪器

2.3 表征方法

3 三嗪吡唑类配合物的分子设计、合成、结构及表征

3.1 配合物1门的分子设计、合成、结构及表征

3.1.1 配合物1-3的分子设计

3.1.2 配合物1-3的合成

3.1.3 配合物1-3的晶体结构测定

3.1.4 配合物1-3的结构描述

3.1.5 配合物1-3的表征

3.1.6 小结

3.2 配合物4-5的分子设计、合成、结构及表征

3.2.1 配合物4-5的分子设计

3.2.2 配合物4-5的合成

3.2.3 配合物4-5的晶体结构测定

3.2.4 配合物4-5的结构描述

3.2.5 配合物4-5的表征

3.2.6 小结

3.3 配合物6-8的分子设计、合成、结构及表征

3.3.1 配合物6-8的分子设计

3.3.2 配合物6-8的合成

3.3.3 配合物6-8的晶体结构测定

3.3.4 配合物6-8的结构描述

3.3.5 配合物6-8的表征

3.3.6 小结

3.4 配合物9-11的分子设计、合成、结构及表征

3.4.1 配合物9-11的分子设计

3.4.2 配合物9-11的合成

3.4.3 配合物9-11的晶体结构测定

3.4.3 配合物9-11的结构描述

3.4.5 配合物9-11的表征

3.4.6 小结

4 三嗪吡唑配合物光催化降解有机染料罗丹明B的性能研究

4.1 研究思路

4.2 罗丹明B标准曲线的确定

4.3 光催化性能研究方法

4.4 配合物光催化活性研究

4.5 配合物光催化活性研究机理讨论

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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摘要

富氮杂环类化合物在无机合成中是重要的有机配体之一。其中,三嗪吡唑类衍生物具有良好的配位能力、较大的π-共轭体系、较好的平面性和稳定性,有利于电子的转移和能量的传递。而且,三嗪吡唑配合物在催化、磁性材料、生物活性等领域都有着潜在的应用价值。本论文以三嗪吡唑类配体2,4,6-三(吡唑)-1,3,5-三嗪(TpzT)、2,4,6-三(3,5-二甲基吡唑)-1,3,5-三嗪(Tpz*T)、2,4-二(3,5-二甲基吡唑)-6-二乙基胺-1,3,5-三嗪(Bpz*eaT)和2,6-二(5-甲基-1H-吡唑-3-基)吡啶(L1)及金属Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、In(Ⅲ)、Ru(Ⅲ)为原料,通过溶液法和水热法合成了11种配合物,并对所有的配合物进行了红外光谱、紫外可见光谱、X-ray单晶衍射、X-ray多晶衍射及热重分析等表征。此外,还探讨合成条件对晶体结构的影响以及三嗪吡唑配体发生原位反应的机理。
  光催化技术因具有降解有机污染物、净化水资源方面的价值而得到了广泛的关注。寻求高效、绿色、廉价的光催化剂一直是研究者努力的目标。经过掺杂、修饰等方法改进后的光催化剂在光催化反应过程中,光生电子与空穴可以被有效地分离。本工作以具有较大π-共轭体系、有利于电子的转移和能量传递的三嗪吡唑配体合成的配合物为催化剂,在紫外光辐射的条件下进行了降解有机染料罗丹明B的实验,并讨论其光催化降解机理。
  [Cd(Tpz*T)(NO3)2(H2O)] (1)
  [Co(Tpz* T)Cl2] ·(CH3)2CO (2)
  {[Cu(Tpz* T)(μ-Cl)2CuCl2]· H2O· CH3CN }n (3)
  [Ni(Mpz*T-O2)2(H2O)2]·4H2O (4)
  [Co2Cl2(H2O)5(μ2-BpzT-O)(CH3CN)]·Cl (5)
  [Co(Bpz*eaT)(H2O)3]·2H2BTC· 2H2O (6)
  [Cd(Bpz*eaT)(NO3)2(H2O)]·Bpz*eaT (7)
  [In(Bpz*eaT)Cl3] (8)
  [Ru(Bpz*eaT)Cl3] (9)
  [Ru(L1)2]·Cl3 (10)
  [Ru(L1)2]·(H2BTC)·(HBTC)·H2O (11)
  注:Tpz*T=2,4,6-三(3,5-二甲基吡唑)-1,3,5-三嗪,TpzT=2,4,6-三(吡唑)-1,3,5-三嗪,Bpz*eaT=2,4-二(3,5-二甲基吡唑)-6-二乙基胺-1,3,5-三嗪,L1=2,6-二(5-甲基-1H-吡唑-3-基)吡啶,H3BTC=均苯三甲酸。

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