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功能化桥联聚倍半硅氧烷的设计合成及其金属配位聚合物的性能研究

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致谢

摘要

1 绪论

1.1 引言

1.2 桥联聚倍半硅氧烷单体的合成方法

1.2.1 有机硅氧烷功能化

1.2.2 硅氢加成

1.2.3 金属化作用

1.3 溶胶-凝胶技术

1.3.1 原理

1.3.2 溶胶-凝胶过程中的影响因素

1.4 桥联聚倍半硅氧烷的应用进展

1.4.1 吸附材料

1.4.2 光电材料

1.4.3 磁性材料

1.5 磁性的基本概念及其理论

1.5.1 磁学的基本物理量及单位制

1.5.2 磁性的主要理论

1.5.3 磁性的分类

1.5.4 磁性的重要参数

1.5.5 有机磁性金属配位聚合物的超交换作用模型

1.6 本文的立题思想

2 联吡啶基桥联聚倍半硅氧烷及其金属配位聚合物的设计合成和性能研究

2.1 化学试剂及纯化

2.1.1 实验药品及试剂

2.1.2 溶剂纯化

2.2 实验室所用仪器

2.3 分析测试仪器型号

2.4 含联吡啶基桥联聚倍半硅氧烷单体的合成与表征

2.4.1 单体合成路线

2.4.2 单体合成步骤

2.4.3 单体结构表征与讨论

2.5 含联吡啶基桥联聚倍半硅氧烷及其金属配位聚合物的合成与表征

2.5.1 含联吡啶基桥联聚倍半硅氧烷及其金属配位聚合物的合成路线

2.5.2 含联吡啶基桥联聚倍半硅氧烷及其金属配位聚合物的合成

2.5.3 含联吡啶基桥联聚倍半硅氧烷及其金属配位聚合物的结构表征

2.6 含联吡啶基桥联聚倍半硅氧烷及其金属配位聚合物的性能研究

2.6.1 热重分析(TGA)

2.6.2 X-射线粉末衍射(XRD)

2.6.3 扫描电镜(SEM)

2.6.4 磁性能测试

2. 6.5 含联吡啶基桥联聚倍半硅氧烷金属配位聚合物的磁性小结

2.7 本章小结

3 含苯基桥联聚倍半硅氧烷及其金属配位聚合物的设计合成和性能研究

3.1 化学试剂及纯化

3.1.1 实验药品及试剂

3.1.2 溶剂纯化

3.2 实验室所用仪器

3.3 分析测试仪器型号

3.4 含苯基桥联倍半硅氧烷单体的合成与表征

3.4.1 单体合成路线

3.4.2 单体合成步骤

3.4.3 单体结构表征与讨论

3.5 含苯基桥联聚倍半硅氧烷及其金属配位聚合物的合成与表征

3.5.1 含苯基桥联聚倍半硅氧烷及其金属配位聚合物的合成路线

3.5.2 含苯基桥联倍半硅氧烷及其金属配位聚合物的合成

3.5.3 含苯基桥联倍半硅氧烷及其金属配位聚合物的结构表征

3.6 含苯基桥联倍半硅氧烷及其金属配位聚合物的性能研究

3.6.1 热重分析(TGA)

3.6.2 X-射线粉末衍射(XRD)

3.6.3 扫描电镜(SEM)

3. 6. 4 磁性能

3.6.5 含苯基桥联聚倍半硅氧烷金属配位聚合物的磁性小结

3.7 本章小结

4 全文总结

参考文献

附录 (主要产物的谱图)

作者简历

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摘要

桥联聚倍半硅氧烷是一种新型的有机-无机杂化材料。本论文制备了以2,2'-联吡啶和苯为桥联基团的单体,利用溶胶-凝胶技术制备了相应的功能化桥联聚倍半硅氧烷和金属配位聚合物。经过红外表征之后,研究了他们的热稳定性、结构性能,并重点研究了相应配位聚合物的磁性能,得到了一些创新性结果。主要内容包括以下几个方面:
   (1)以合成的含联吡啶基桥联硅烷为单体,用盐酸(0.2M)作催化剂,加入15当量的二甲基二乙氧基硅烷,通过溶胶-凝胶技术制得含联吡啶基功能化桥联聚倍半硅氧烷及其金属配合物,通过红外对配合物的结构进行了表征,同时通过热重分析(TGA)、 X-射线粉末衍射(XRD)、表面形貌分析(SEM)和多功能材料物理测量系统(PPMS)等测试手段对其性能进行表征,结果发现引入柔性二甲基硅氧链节金属配位聚合物的热稳定性下降,表面形貌相似,然而显著提高了金属聚合物的居里-外斯温度Tc,在低温区金属聚合物均为铁磁性材料。另外,在低温、外加平行磁场的条件下,制备的联吡啶基金属配位聚合物11a为反铁磁性材料。
   (2)以合成的含苯基桥联硅烷为单体,分别在常温条件和低温、外加平行磁场的条件下,用盐酸(0.2M)作催化剂,通过溶胶-凝胶技术制得含对苯二胺基桥联聚倍半硅氧烷及其金属配合物,通过红外对配合物的结构进行了表征,同时通过热重分析(TGA)、 X-射线粉末衍射(XRD)、表面形貌分析(SEM)、多功能材料物理测量系统(PPMS)等测试手段对其性能进行表征,结果发现,金属配位聚合物的热稳定性下降,表面形貌相似,低温区配合物都是有机软铁磁体。

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