IV族金属卤化物无机－有机杂化材料的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 张章静 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-08 |
| 授予单位 | 中国科学院福建物质结构研究所 |
| 授予地点 | 福建物质结构研究所 |
| 导师 | 郭国聪 |
| 关键词 | 无机－有机杂化 金属卤化物 溶剂热反应 原位反应 半导体性质 |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | 基于IV族金属卤化物的无机－有机杂化材料引起了化学工作者们的广泛兴趣，这些化合物具备优异的电学、光学性质和容易大面积制备薄膜的特性，在显示和信息存储等方面具有广泛的应用前景。但是，这类材料在合成方法和模板选择上具有局限性，一般来说都是利用有机胺为模板，采用常压下的溶液法合成化合物。我们致力于通过水(溶剂)热法，选择不同的模板剂，成功地合成三个系列具有新颖结构的杂化材料，并对一些化合物的合成、反应机理、结构、热分析、光致发光光谱、光吸收光谱、能带结构、导电性和磁性进行全面的研究，本论文的工作概述如下： 1. 对几年来化学工作者们在无机－有机杂化体系，尤其是IV族金属卤化物体系的研究和最新动态进行了简要的概述。对部分具有代表性的化合物的结构类型、性能以及应用等进行了比较和归纳。并且总结了本课题的研究意义。 2. 以有机胺阳离子为模板构筑杂化材料。传统的N－烷基化取代反应是在分别在酸性和碱性条件下分两步进行，我们首次采用溶剂热的方法在酸性条件下原位一步合成出damp和dien的N－烷基化化合物，并且在此基础上成功地合成出两个系列的杂化材料：(Et2NH-C6H4-CH2-C6H4-NH2Et)2n(Pb7I18)n×5nH2O (1)，(Me3N-C6H4-CH2-C6H4-NMe3)n(Pb2I6)n (2) 和 (H2damp)2n(PbI4)n(I3)2n (3)；和(NH3(CH2)2NH(CH2)2NH3)n(PbI4)n (7), (NH3(CH2)2N(CH3)2(CH2)2NH3)n(PbI5)n (8), (NH3(CH2)2NH(CH3CH2)(CH2)2NH3)2n(Pb4I14)n×nH2O (9)和(NH3(CH2)2NH(CH3CH2)(CH2)2NH3)n(PbI5)n (10)。我们还研究了相同的有机模板正丁胺在不同无机盐中的作用，并成功合成了化合物(C4H9NH3)2n(SnBr6)n (5)和(C4H9NH3)2n(PbI4)n (6)。这些化合物表现出从三维、二维、一维到零维的新颖结构特征。我们同时对化合物进行了性能研究。化合物1是目前为止第一例基于有机模板的纯八面体三维框架结构，光吸收光谱和能带结构表明化合物1可以看作是有序的量子线的排列。化合物7是首例沿着<2 2 0>方向取向的钙钛矿层结构。 3. 以金属－有机配合物阳离子为模板构筑的杂化材料。这是对这种类型的模板首次展开的系统研究。通过模板原位合成的方法，成功地合成出基于M-en和M-2,2’-bipy两个系列的杂化材料：[Cu(en)2]n(Pb2I6)n (11)，[Cu(en)2]n(PbI4)n (12), [CoIII(en)3]2n(Pb3I12)n (14)，[MII(en)3]n(Pb2I6)n [M = Co(15), Mn (16), Fe (17), Zn (18), Ni(19)]；和[M(2,2’-bipy)3]n(Pb2I5Cl)n·nDMF [M = Fe (20), Ni (21)], [CuX(2,2’-bipy)]n(PbI3)n (X = Cl (22), I (23)), [MII(2,2’-bipy)3]n(Pb2I6)n [M = Fe (24), Co(25), Ni(26), Zn(27)]。这些化合物同样表现出从三维、二维、一维到零维的新颖结构特征。化合物11是目前为止第一例基于金属－有机模板的纯八面体三维框架结构，而且这个无机框架通过拉长的Cu-I键与[Cu(en)2]2+阳离子模板连接。对化合物15-19的吸收光谱，能带结构和磁性测试结果显示，M－en系列化合物是一类新类型的磁性半导体材料。 4. 以混合离子为模板构筑杂化材料。开创性地将“阴－阳混合离子”和“有机胺与金属－有机阳离子混合离子”引入体系中，并成功合成了化合物[(H2en)7(C2O4)2]n(Pb4I18)n·4nH2O (28)和[Cu(en)2]n(H2en)2n(Pb3I12)n (29)。化合物28中的“阴－阳离子混合模板”不仅在IV族金属卤化物体系，而且在整个无机－有机杂化体系中也是首次报道。这种模板将为杂化化合物的研究提供一个丰富多彩的合成路径。同时，化合物28的光吸收光谱（Eg = 2.47 eV）。光致发光光谱和能带结构表明，化合物中无机组分的强发射峰来自带边跃迁。 本论文系统地研究了三个不同类型的有机模板对IV族无机－有机杂化材料的结构调控，得到了一系列有价值的成果，丰富了无机－有机杂化材料的内容，对基础研究和应用研究都有重要的科学意义。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-05-09 |
| 页码 | 157 |
| 源URL | [http://ir.fjirsm.ac.cn/handle/350002/7944]  |
| 专题 | 福建物质结构研究所_中科院福建物质结构研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张章静. IV族金属卤化物无机－有机杂化材料的研究[D]. 福建物质结构研究所. 中国科学院福建物质结构研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：福建物质结构研究所
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